離心式 壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，低頻故障時(shí)有發(fā)生，造成離心壓縮機(jī)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(dòng)和喘振三種。下面將分別介紹這三種低頻故障的故障機(jī)理，給出診斷識(shí)別的方法并進(jìn)行比較，以便更好的對(duì)壓縮機(jī)低頻故障進(jìn)行診斷識(shí)別。
1、氣流激振故障機(jī)理
汽流激振*早曾在汽輪機(jī)上出現(xiàn)過(guò)，隨著離心壓縮機(jī)向高速化和細(xì)長(zhǎng)化發(fā)展，近年來(lái)汽流激振的故障也常在壓縮機(jī)上出現(xiàn)。
此類氣流激振產(chǎn)生的振動(dòng)屬于密封間隙動(dòng)力失穩(wěn)的范疇。密封間隙動(dòng)力失穩(wěn)對(duì)設(shè)備工作介質(zhì)的壓力及負(fù)荷變化更為敏感，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一值時(shí)，會(huì)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(yùn)行失穩(wěn)，發(fā)生異常振動(dòng)。由于氣流進(jìn)入密封腔后動(dòng)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(dòng)，而且還以很大的圓周速度分量圍繞轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，形成螺旋形流動(dòng)。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(jìn)口流向出口時(shí)隨著截面間隙的不斷變化，氣流沿著流動(dòng)方向上的壓力不斷發(fā)生變化，因而在轉(zhuǎn)子周?chē)纬煞植疾痪鶆虻募ふ窳?。?dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，隨著工作介質(zhì)及負(fù)荷的變化，轉(zhuǎn)子會(huì)突然失穩(wěn)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。
2、油膜渦動(dòng)的故障機(jī)理
油膜渦動(dòng)、油膜振蕩是滑動(dòng)軸承中油膜力學(xué)特征引起的自激振動(dòng)。隨著可傾瓦等一系列破壞油膜渦動(dòng)軸承的普遍采用，與采用普通圓瓦、橢圓瓦軸承之時(shí)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(shí)，改變了設(shè)定條件和技術(shù)要求，可傾瓦和其它滑動(dòng)軸承一樣，也可以發(fā)生油膜渦動(dòng)和油膜振蕩。所以此種問(wèn)題仍是離心壓縮機(jī)可能發(fā)生的故障之一。
半速渦動(dòng)的頻率小于轉(zhuǎn)子的一階固有頻率時(shí)，半速渦動(dòng)是一種比較平靜的渦動(dòng)。油膜渦動(dòng)產(chǎn)生后，隨著轉(zhuǎn)速的升高，渦動(dòng)頻率也不斷升高，使轉(zhuǎn)子振動(dòng)加劇。如繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)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(jī)理
喘振是透平壓縮機(jī)特有的現(xiàn)象，在現(xiàn)場(chǎng)也時(shí)有發(fā)生。壓縮機(jī)的喘振不僅引起生產(chǎn)效率的下降，而且對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重的危害。喘振常常導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)部密封，軸承損壞。幅值大時(shí)甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲，聯(lián)軸器及變速箱齒輪損壞，對(duì)于外部管網(wǎng)系統(tǒng)及測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也會(huì)造成損壞。喘振是透平壓縮機(jī)組運(yùn)行*惡劣，*危險(xiǎn)的工況之一，對(duì)機(jī)器危害很大。
壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)流量小時(shí)，破壞了壓縮機(jī)組的正常工作，使氣體無(wú)法正常流出，而在壓縮機(jī)流道中出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體渦動(dòng)，出口壓力突然大幅度下降。由于壓縮機(jī)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(jī)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(jī)出口壓力為止。此后壓縮機(jī)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(dòng)，造成氣體振蕩和強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)，發(fā)生低沉吼聲。這種異常振動(dòng)現(xiàn)象直到壓縮機(jī)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(shí)，喘振消除，氣流停止脈動(dòng)，機(jī)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(jī)的氣體介質(zhì)渦動(dòng)有關(guān)，還和正常工作的性能曲線有關(guān)，當(dāng)壓縮機(jī)的工作點(diǎn)落入喘振線之內(nèi)時(shí)才會(huì)發(fā)生喘振。而且喘振時(shí)的氣流脈動(dòng)的強(qiáng)度和頻率與管網(wǎng)容量密切相關(guān)。容量越大發(fā)生脈動(dòng)的強(qiáng)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。
