離心式 壓縮機運行過程中，低頻故障時有發(fā)生，造成離心壓縮機出現(xiàn)低頻能量的原因較多，也較難判斷。一般較常發(fā)生的低頻故障包括汽流激振、油膜渦動和喘振三種。下面將分別介紹這三種低頻故障的故障機理，給出診斷識別的方法并進行比較，以便更好的對壓縮機低頻故障進行診斷識別。
1、氣流激振故障機理
汽流激振*早曾在汽輪機上出現(xiàn)過，隨著離心壓縮機向高速化和細長化發(fā)展，近年來汽流激振的故障也常在壓縮機上出現(xiàn)。
此類氣流激振產(chǎn)生的振動屬于密封間隙動力失穩(wěn)的范疇。密封間隙動力失穩(wěn)對設(shè)備工作介質(zhì)的壓力及負荷變化更為敏感，當轉(zhuǎn)速達到某一值時，會突然失穩(wěn)。引起汽流激振主要是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子小間隙處，由于密封間隙內(nèi)壓力徑向分布不均勻產(chǎn)生激振力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運行失穩(wěn)，發(fā)生異常振動。由于氣流進入密封腔后動能并不完全損失掉，還有一定余速，它不僅使氣流沿軸向流動，而且還以很大的圓周速度分量圍繞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，形成螺旋形流動。如果密封腔內(nèi)徑向間隙不均勻（加工精度偏差或轉(zhuǎn)子彎曲所致），則氣流在密封腔中從進口流向出口時隨著截面間隙的不斷變化，氣流沿著流動方向上的壓力不斷發(fā)生變化，因而在轉(zhuǎn)子周圍形成分布不均勻的激振力。當達到一定轉(zhuǎn)速時，隨著工作介質(zhì)及負荷的變化，轉(zhuǎn)子會突然失穩(wěn)發(fā)生強烈振動。
2、油膜渦動的故障機理
油膜渦動、油膜振蕩是滑動軸承中油膜力學(xué)特征引起的自激振動。隨著可傾瓦等一系列破壞油膜渦動軸承的普遍采用，與采用普通圓瓦、橢圓瓦軸承之時相比，此故障已經(jīng)較少出現(xiàn)了，但如果可傾瓦軸承工作時，改變了設(shè)定條件和技術(shù)要求，可傾瓦和其它滑動軸承一樣，也可以發(fā)生油膜渦動和油膜振蕩。所以此種問題仍是離心壓縮機可能發(fā)生的故障之一。
半速渦動的頻率小于轉(zhuǎn)子的一階固有頻率時，半速渦動是一種比較平靜的渦動。油膜渦動產(chǎn)生后，隨著轉(zhuǎn)速的升高，渦動頻率也不斷升高，使轉(zhuǎn)子振動加劇。如繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子的渦動頻率保持不變，始終等于轉(zhuǎn)子的固有頻率，這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩。
3、喘振的故障機理
喘振是透平壓縮機特有的現(xiàn)象，在現(xiàn)場也時有發(fā)生。壓縮機的喘振不僅引起生產(chǎn)效率的下降，而且對機組造成嚴重的危害。喘振常常導(dǎo)致壓縮機內(nèi)部密封，軸承損壞。幅值大時甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲，聯(lián)軸器及變速箱齒輪損壞，對于外部管網(wǎng)系統(tǒng)及測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也會造成損壞。喘振是透平壓縮機組運行*惡劣，*危險的工況之一，對機器危害很大。
壓縮機在運行過程中，當流量小時，破壞了壓縮機組的正常工作，使氣體無法正常流出，而在壓縮機流道中出現(xiàn)嚴重的氣體渦動，出口壓力突然大幅度下降。由于壓縮機與管網(wǎng)并網(wǎng)，管網(wǎng)中的壓力不可能馬上下降，造成管網(wǎng)中氣體的壓力高于壓縮機出口壓力，造成氣體倒流，一直到管網(wǎng)中的壓力降到壓縮機出口壓力為止。此后壓縮機轉(zhuǎn)子葉輪又將氣體壓入出口及管網(wǎng)，如此反復(fù)。形成氣流反復(fù)脈動，造成氣體振蕩和強烈的機械振動，發(fā)生低沉吼聲。這種異常振動現(xiàn)象直到壓縮機的流量加到大于喘振流量，排氣壓力上升大于管網(wǎng)壓力時，喘振消除，氣流停止脈動，機器才能正常工作并向管網(wǎng)正常送氣。
喘振現(xiàn)象不但與壓縮機的氣體介質(zhì)渦動有關(guān)，還和正常工作的性能曲線有關(guān)，當壓縮機的工作點落入喘振線之內(nèi)時才會發(fā)生喘振。而且喘振時的氣流脈動的強度和頻率與管網(wǎng)容量密切相關(guān)。容量越大發(fā)生脈動的強度越大，喘振的頻率越低，它的頻率范圍可以從0.5Hz到20Hz以上。
