电解铝厂离心式空气压缩机常见故障分析及处理方法

电解铝厂离心式空气压缩机常见故障分析及处理方法
摘要：离心式空气压缩机具有结构紧凑、重量轻、排气量大等优点，被广泛应
用于铝电解行业。

本文结合笔者自身的工作经验，对铝电解离心式空气压缩机运
行中的常见故障进行分析，并提出了相应的处理方法。

关键词：离心式空气压缩机；故障分析；处理方法
在电解铝生产过程中，压缩空气是除了电能之外最大的动力能源消耗，氧化
铝输送、电解槽打壳下料、烟气净化、阳极生产等关键工序，都离不开压缩空气。

目前，大部分新建的电解铝厂的压缩空气站均采用离心式空气压缩机群供气，作
为铝电解生产线的关键设备，离心式空压机如发生在短时间内无法排除的故障，
导致管网无法维持正常的运行压力，轻则造成电解槽发生效应、管道堵料，重则
造成系列停产。

因此，对离心式空气压缩机的常见故障进行分析，使检修人员掌
握相应的处理方法，对提高离心式空压机的检修质量和效率，更好地发挥设备效能，为生产提供用气保障，具有重要的意义。

一、离心式空气压缩机工作原理及基本结构
1.离心式空气压缩机的工作原理
离心式空压机属于速度式压缩机，其工作原理是由电动机带动压缩机各级叶
轮做高速旋转，把从轴向进入叶轮的气体高速甩出。

气体被甩到流通面积逐渐扩
大的扩压器之后，流速下降，压力升高，然后在进入下一级叶轮继续升压，最后
由排气口排出。

2.离心式空气压缩机的基本结构
离心空压机主要由转子和定子两大部分组成。

转子包括叶轮和轴，叶轮由叶片、平衡盘和轴封等零部件组成。

定子的主体是机壳，定子由扩压器、弯道、回
流器、迸气管、排气管及部分轴封等零部件组成。

离心式空压机按结构可大致分
为水平剖分型、筒型、等温型，其中水平剖分型在铝电解行业应用较为广泛。

二、离心式空气压缩机运行中的常见故障及原因分析
1.振动值较大。

造成离心式空压机振动值较大的原因主要有以下几种：（1）
地脚螺栓松动；（2）压缩机和主电机找正精度达不到技术规范要求；（3）振动
探针失灵或振动检测系统的导线联接器松动；（4）弹性联轴器磨损或损坏；（5）压缩机转子的动平衡精度达不到使用要求；（6）轴承磨损或损坏；（6）齿轮或
者叶轮等内部零部件受损；（7）轴承油压较低；（8）空压机发生连续喘振。

2.中间冷却器、后冷却器排气温度较高。

造成中间、后冷却器排气温度过高
的原因主要有以下几种：（1）油冷却器给水量不足；（2）给水温度较高；（3）冷却器管道被异物堵塞；（4）温度传感器失灵。

3.连续喘振。

造成空压机发生连续喘振的原因主要有以下几种；（1）进口过
滤器严重阻塞；（2）第一级进口空气温度较高；（2）排气压力较高；（3）止
回阀失灵；（4）排气阀失灵；(5)执行器或进口导叶失灵;（6）压缩机性能下降。

4.排气压力不上升。

造成排气压力不上升的原因主要有以下几种：（1）系统
耗风量超过压缩机容量；（2）放空阀失灵;(3)进口导叶或执行器失灵;(4)压力传感
器失灵。

5.润滑油压力不上升。

造成润滑油压力不上升的原因主要有以下几种：（1）
油泵损坏；（2）油压调节阀设定较低：（3）油压调节阀失灵；（4）润滑油管
路连接和组件泄露；（5）储油器中油面较低；（6）润滑油温度超过50℃;(7)润
滑油管路损坏;(8)压力传感器损坏。

6.振动传感器电压差值小。

造成振动传感器电压差值小的原因主要有以下几种：（1）校正不合适；（2）振动监视器的联接器松动；（3）振动探针失灵；（4）转换器失灵。

三、离心式空气压缩机常见故障处理方法
1.振动值较大处理方法。

在实际使用过程当中，造成离心式空压机振动值较
大的原因较多，因此要根据故障现象进行具体分析。

首先要检查地脚螺栓是否松动，联轴器是否磨损或者损坏，油压是否合适，振动传感探针是否失灵和探针检
测系统的导线连接器是否松动，空压机是否发生了连续喘振等，如有异常需处理；如压缩机和主电机找正精度达不到技术规范要求，必须重新调整联轴器的同心度；如润滑油变质或者油内含有杂质，可能导致轴承产生非正常磨损或损坏，应引起
重视，如发现轴瓦受损，必须及时修复或者更换；如齿轮或者叶轮等内部旋转零
部件受损，必须停机更换。

特别指出的是，转子的动平衡精度对设备振动值的影
响很大，如压缩机转子的动平衡精度不高，必定会影响到设备的安全平稳运行，
即使设备投运初期的振动值在正常值范围之内，但经过一段时间的运行之后，转
子动平衡精度不高的弊端便会逐渐凸显出来。

以某公司的2#离心式空气压缩机为例，在设备调试阶段，该空压机的一级轴承振动值为6mm/s，比其它部位的振动
值高2-3mm/s，但属于正常范围，运行四个月之后，该部位的振动值逐渐上升到18mm/s，六个月后，振动值进一步上升，偶尔超过报警值（32mm/s），厂家技
术员到达现场检查了压缩机轴承、齿轮等零部件，发现并无异常，经分析认定，
转子动平衡精度不高才是引起振动值偏高的主要原因，最终决定将转子返厂做了
动平衡校正，回装后设备运行正常。

因此，一旦判断设备的异常振动是由于转子
动平衡精度达不到使用要求而引起的，即使设备运行时振动值没有达到报警值，
也必须尽快将转子返厂做动平衡校正，这样才能保证设备长期安全平稳运行。

2.中间冷却器、后冷却器排气温度较高处理方法。

首先要根据实际情况，分
析原因，对症下药，通常采取增加给水量、降低给水温度、清洁冷却器内部杂物、更换温度传感器等方法进行处理。

3.连续喘振处理方法。

喘振是离心式空压机在某一工况下产生的特有现象，
对空压机的安全运行影响较大。

造成空压机发生连续喘振的因素较多，应具体问
题具体分析。

根据不同的情况可分别采用清洁或更换过滤器元件、调整进口温度（如果第一级进口温度较高，就采取较低的排气量）、增加中间冷却器的给水量(如果中间冷却器中给水温度较高）、采用较低的给水温度、低于设计值的排气压力等办法进行处理；如止回阀、叶轮、扩压器、蜗壳进口积污，会导致压缩机性
能下降，需及时清理；如止回阀、进口导叶或执行器损坏，需修理或更换。

4.排气压力不上升处理方法。

根据不同故障原因，分别采取减少耗风量、修
理或更换排气阀、修理或更换进口导叶或者驱动器以及更换压力传感器等方法进
行处理。

5.润滑油压力不上升处理方法。

根据造成润滑油压力不上升的不同原因，对
润滑油泵、管道及阀门进行检查，及时修复或者更换损坏的零部件，如有管道和
阀门组件接头泄露应及时紧固。

6.振动传感器电压差值小处理方法。

如出现振动传感器电压差值小现象，应
按照“振动探针的间隙调整法”对振动探针重新进行调整，并重新加固连接器，如
探针或转换器损坏，必须更换。

离心式空气压缩机在电解铝生产过程中起着至关重要的作用，在运行过程当中，因设备故障处理不当而影响生产的事件时有发生。

因此，设备管理人员应该
重视离心式空气压缩机的管理，有针对性地开展技能培训，对离心式空气压缩机
的故障进行深入分析，使检修人员熟练掌握设备结构、原理、故障分析和处理方
法等知识，才能确保设备的检修效率和质量，同时，要抓好预防性维护维修工作，要求操作人员按章操作，定期开展计划点检和计划检修，及时消除设备隐患，才
能保证离心式空气压缩机安全、平稳、高效运行。

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