引言
离心式压缩机是速度式压缩机中的一种，由于具有排气量大、结构简单、安全可靠、气体不受油污染及正常工况下气流稳定、无脉动等特点，而被广泛应用于石化、冶金、动力及制冷等广大领域。但因其机器特点决定了用气单位一般为大型用气企业，一旦机器出现故障，往往造成很大的经济损失。因此如何管理好机器设备，保证机组安全、稳定长周期运行，若出现问题能够迅速查明故障原因并加以排除就显得尤为重要了。
离心式压缩机工作原理
离心式压缩机又称透平式压缩机，主要由转子和定子两部分组成：转子包括叶轮和轴，叶轮上有叶片、平衡盘和一部分轴封；定子的主体是气缸，还有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等装置。
离心式压缩机的工作原理是：当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。简而言之，离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体做功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体压力能。
更通俗地说，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。
启动故障分析及排除
1、开机时无法启动
离心式压缩机开机时无法启动，通常有以下几种原因：
①压缩机电源电路没有联通，如电源断电、开关接触不良、继电器触头断开、保险丝熔断等。这种情况可以用万用表检查是否有电，查看各触头是否完好以及检查压缩机热保护器和继电器等附件是否正常工作，排除较为简单；
②电机绕组匝间短断。对于电机绕组匝间短断可用万用表检查接线柱与外壳是否短路，并测量各相电阻。如果短路或某相电阻较小说明电机绕组匝间有短路或断路现象，造成绝缘层被烧穿而无法工作，一般需要更换压缩机电机；
③压缩机系统报警或存在设备信号故障，造成压缩机不具备启动条件，针对压缩机报警或故障信号等情况，可分别分析故障原因。一般是报警后未及时恢复，这种情况比较简单，一般只需按下压缩机控制面板或高压启动柜上的复位健即可消除报警，恢复备机状态就可正常启动；
④压缩机抱轴和卡缸等机械故障，设备的润滑系统油路堵塞或供油中断，有污物杂质使润滑系统黏度增大等都可能导致抱轴，卡缸是设备活塞和缸体之间的配合间隙过小或受热膨胀卡死。
2、启动后不能加载
所谓加载就是压缩机在运行过程中，主轴叶轮高速转动产气量大于排出气体的速度，机体内部气体压力陆续升高，顶开安全阀，此时压缩机就一直显示加载。压缩机启动后应缓慢、均匀的增加负荷，并随时检查机器运转情况及电机电流波动情况。压缩机启动后不加载，通常有以下几种原因：
①加载电磁阀失效。当启动压缩机时，控制面板显示加载，此时PLC 控制程序给电磁阀打开信号，如电磁阀失效，就无法打开，压缩气体也无法通过电磁阀来顶开进气阀进行加载。可通过检查加载电磁阀是否完好，如加载电磁阀失效可进行更换；
②空气滤清器滤芯严重堵塞。滤清器滤芯堵塞将无法吸进大量的气体进行压缩，造成启动后不加载，这种情况需要及时清洗或更换空气滤清器滤芯；
③进气阀机械故障或气管漏气。进气阀机械部分卡涩，阀门不能正常动作，气体无法进入主机内。加载时，电磁阀打开，气体通过气管经过电磁阀，顶开进气阀，如此处气管漏气，进气阀无法打开。出现的原因多为外部异物卡住执行器的动作部分所致，这种情况往往需要清除异物和修补气管漏气部分；
④最小压力阀漏气。当压缩机启动时，压缩机内部大气常压与润滑油进行压缩，产生少量的压缩空气用来顶开进气阀，而当最小压力阀漏气时，少量压缩空气直接通过最小压力阀排出。检查此故障，可先将进气阀上部空滤卸下，启动压缩机，观察加载时进气阀能否打开，如无法打开进气阀，则再检查电磁阀是否动作，最后检查最小压力阀。最小压力阀失灵，拆下检查，必要时进行更换；
⑤压缩机的压力调节部分出现故障。比如传感器故障、压力开关故障或吸气调节部分故障，这个故障容易判断，通过其它压力传感器和压力表校正即可。
运行故障分析及排除
1、喘振
喘振是离心式压缩机的一种特有现象，当离心压缩机的操作工况发生变动而偏离设计工况时，如果气体流量减小则进入叶轮或扩压器流道的气流方向发生变化，气流向着叶片的凸面（工作面）冲击，在叶片的凹面（非工作面）的前缘部分，产生很大的局部扩压度，于是在叶片非工作面上出现气流边界层分离现象，形成旋涡区，并向叶轮出口处逐渐扩大。气量越小，则分离现象越严重，气流的分离区域就越大。由于叶片形状和安装位置不可能完全相同及气流流过叶片时的不均匀性，使得气流的边界层分离可能先在叶轮（或叶片扩压器）的某个叶道中出现，当流量减少到一定程度，随着叶轮的连续旋转和气流的连续性，这种边界层分离现象将扩大到整个流道，而且气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展，以至叶道中形成气流旋涡，从叶轮外圆折回到叶轮内圆，此现象称为旋转脱离，又称为旋转失速。发生旋转脱离时叶道中气流通不过去，级的压力突然下降，排气管内较高压力的气体便倒流回级里来。瞬间，倒流回级中的气体补充了级流量的不足，叶轮又恢复正常工作，重新把倒流回来的气体压出去。这样又使级中流量减小，于是压力又突然下降，级后的压力气体又倒流回级中来，如此周而复始，在系统中产生了周期性的气流振荡现象，这种现象称为“喘振”。
喘振会引起压缩机剧烈振动，使压缩机处于不安全工作状态，严重时可造成压缩机密封、轴承、叶轮、管件等部件损坏，甚至发生转子与定子互相撞击等恶性事故，具有极大的危害性，因此，防止离心式压缩机喘振是非常重要的。
要防止压缩机发生喘振现象，需要工作转速下的吸入流量大于喘振点的流量，根据离心压缩机的额定最小流量特性曲线和输气系统的特性参数确定压缩机的最佳工作区，以及进出口温度和实际最小流量的偏移进行实时补偿，将节流限值调整到压缩机正常工作的范围，采取的具体措施是：①发现防喘振控制系统故障或不能投自动时应及时处理；②加强稳定系统压力的调节，使压缩机工作时不超压；③加强对分馏系统油气分离器液位、界位的控制，加强脱水；④加强压缩机出、入口的排凝，决不能让气体带油；⑤压缩机启动，升压和减负停机前应及时正确地控制机组转速和压缩机防喘振阀，严格按运行规定的升压要先升速，降速要先降压的原则进行；⑥控制压缩机介质参数的变化保持在设计范围内。
2、排气量不足
压缩机排气量不足主要可从下述几个方面考虑：
①压缩机滤清器脏堵，压缩机运行环境恶劣、空气质量差是造成压缩机滤清器脏堵的主要原因，从而使排气量减少，致使吸气阻力增大影响了气量，通过在过滤器外加上一层无纺布并定期清洗滤清器，可以有效解决滤清器脏堵的问题；
②压缩机转速过低造成排气量不足，由于压缩机排放量是按一定吸气温度、湿度等设计的，当条件因素吸气温度、湿度等变化必然引起压缩机转速减低，减少了气体排放量；
③压缩机缸体、活塞环、叶轮迷宫密封及各O 型圈、联轴节头等附件磨损，造成缸体内系统气体泄漏量增加，致使压缩机排气量不足，这种情况需及时更换后端盖迷宫密封、叶轮迷宫密封及各O型圈、联轴节头等附件；
④压缩机阀门故障，由于阀门故障气体密封不严，造成漏气，这种情况需及时更换阀门。
3、进水过滤器脏堵和排气温度高
在运行中出现冷却水压过低，排气温度高的原因可能是进水过滤器脏堵造成的，这种情况必须停机才能清理。可以采取在进水阀门前加装旁通水路从而改进冷却水的进水途径，压缩机运行时，打开旁通水路，对进水过滤进行清洗，可有效排除压缩机在运行中出现脏堵、水压过低等现象。
在离心式压缩机运转的过程中，经常会出现压缩机的各级排气温度有不同程度的升高，有时候升高很快，在检查水压和水温都正常的情况下，一般是冷却器芯脏堵、结垢、温度传感器或者主机等原因。使用化学溶液反复冲洗压缩机冷却器管路，运用泵的打压在管路中循环24 h，但使用这种办法后排气温度仅减低1～2 ℃，成效不明显，后来发现压缩机进、出水橡胶门型垫破损导致一级排气温度很高，由此得出，门形垫（特别是进水的门形垫） 对气体冷却器的冷却效果起到很大的作用，门型垫的一面为光滑的平面，目的是为了把门型垫牢固的粘在冷却器芯的外表面，另一面为带有很多小方格的平面，其目的是为阻隔水循环的渗漏。离心式压缩机之所以结构紧凑，原因是冷却材料的选择和内部的机构。水路的循环就是经过门型垫的一个“门口”进入，从另一个“门口”排除，中间经过的就是冷却器芯，但是，在安装的时候如果门型垫没有粘牢固，或者在安装的时候因为冷却器内壁的摩擦造成门型垫的松动脱落都会导致水循环渗漏。
4、压缩机油压低保护跳脱
油压过低保护装置是离心式压缩机安全运行的重要保护措施。运行中，油压过低将会使高速运转的压缩机遭受损坏，例如压缩机的密封油压低，可造成缸体气体串气、跑油、控制油压低、机组可能跳脱等，正确的处理措施可采取：①定时检查压缩机的油压，并及时调整到控制范围内，及时补充油位；②经常测定润滑部位的温度，看是否有异常，有异常立即停机检查，并消除隐患；③查看油站油位油质，或启动备用泵，或调节油自调阀，同时监控压缩机轴承温度、振动、位移等参数；④检查压缩机油滤芯，如果损坏需要及时更换油滤芯；⑤联轴器磨损，导致油压低保护跳脱，采取的措施是更换联轴器；⑥如果油压过低，且处理无效果，就必须停车处理。
5、不卸载
离心式空气压缩机的卸载机构是能量输出调节机构，是避免重新启动时压力升高过快的重要措施，不卸载直接停机将造成卸载机构不能复位，从而导致以下问题：1、空压机内产生冷凝水，使得机器再次启动时动摩擦及静摩擦增大，机组噪音增大，容易导致机组损坏。2、再启动时机组启动电流增大，对电网冲击较大，甚至引起低压启动电气原件的损坏。
卸载的同时进气阀需要关闭。检测卸载阀是否有脏堵，若有则需要清洗。如果是电磁阀，有时候微颗粒进入会堵塞电磁阀，需要用万用表检测。如果是气控，需要检查气路有没有堵。
小结
离心式压缩机虽早已被应用在各行各业，但因用气需求、价格、技术等因素，导致我国离心式压缩机用户较少，对离心式压缩机应用过程中的各种故障问题的分析解决经验也较活塞、螺杆机少很多。希望通过本文对离心式压缩机各类主要故障现象的分析和检修方法的讲解，能够对从业人员尤其是离心式压缩机操作人员有所助益。
参考文献
[1]高其烈.空气压缩机的技术进展和趋向[J].风机技术，2005，10
[2]尚恩清.离心式压缩机的喘振原因、危害、判断及预防措施，《压缩机》杂志2010.10
[3] 施俊侠 王大成 黄斌.离心式压缩机的振动故障分析[J].风机技术，2003，7
[4]张浩民.离心式压缩机常见故障分析，[J]甘肃科技，2011，6