【壓縮機(jī)網(wǎng)】離心式壓縮機(jī)屬于高參數(shù)、高效率、單機(jī)容量大和高自動(dòng)化單機(jī)設(shè)備。高可靠性是離心式壓縮機(jī)一項(xiàng)最基本的要求，從離心式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)行和管理的整個(gè)過程中，提高每一個(gè)組件狀態(tài)監(jiān)測，在日常維護(hù)、及時(shí)檢修更換到維修過程中都是非常重要的。對(duì)設(shè)備的狀態(tài)科學(xué)分析需要有非常翔實(shí)的分析依據(jù)，因而為離心式壓縮機(jī)配備先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，監(jiān)測整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)變化，對(duì)做出提前預(yù)判，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障前兆，確定故障部位和引起故障的原因，迅速處理，減小損失，都是非常有意義的。

　　一、狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)分類

　　1、機(jī)械狀態(tài)與故障診斷。離心式壓縮機(jī)通常監(jiān)測的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速、振動(dòng)值、轉(zhuǎn)子軸位移、軸承油壓、油溫、油系統(tǒng)的油溫、油壓、油質(zhì)和消耗量等，以及冷卻器、增壓器、聯(lián)軸器等有關(guān)參數(shù)。利用以上監(jiān)測參數(shù)特別是振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行故障診斷，稱為機(jī)械診斷技術(shù)。

　　2、熱力狀態(tài)監(jiān)測和性能評(píng)估分析（熱參數(shù)診斷）。需要監(jiān)測的參數(shù)有進(jìn)排氣壓力、溫度、流量，壓縮機(jī)進(jìn)口的氣體溫度。隨著壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，這些熱力參數(shù)是一個(gè)變化趨勢，需要?jiǎng)討B(tài)的掌握其運(yùn)行的軌跡和變化趨勢。通過監(jiān)測熱力參數(shù)和根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定元件變化參數(shù)，再通過一定的計(jì)算獲得一些性能參數(shù)（功率、效率、喘振邊界等）以及根據(jù)運(yùn)行工況確定防喘振安全裕度，利用這些熱力參數(shù)的監(jiān)測結(jié)果包括計(jì)算所得性能參數(shù)進(jìn)行性能評(píng)估分析稱為熱力參數(shù)診斷技術(shù)。

　　3、綜合故障診斷技術(shù)。對(duì)離心式壓縮機(jī)來說，狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)還包括機(jī)械和熱力兩個(gè)方面。做綜合判斷，監(jiān)測是實(shí)時(shí)在線的，故障診斷也應(yīng)該實(shí)時(shí)在線。

　　4、故障診斷要求監(jiān)測儀表是先進(jìn)的、功能是完善的，診斷方法是有效的。目前有效診斷方法有：直接參數(shù)對(duì)比法、趨勢分析法、參數(shù)分析法和人工AI智能法等。人工AI智能診斷法需要建立專家系統(tǒng)、故障樹、模擬識(shí)別、模糊數(shù)學(xué)以及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法等。人工AI智能診斷方法主要還是利用計(jì)算機(jī)推理能力和系統(tǒng)參數(shù)之間因果關(guān)系，利用智能學(xué)習(xí)功能完成故障診斷，辨別其類型，分離出故障部位，對(duì)故障的發(fā)生及其后果進(jìn)行預(yù)報(bào)。同時(shí)我們也要考慮離心式壓縮機(jī)在工作過程中，狀態(tài)變化是復(fù)雜的，要完成以上任務(wù)大量的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)分析及積累的過程。

　　總之，任何故障診斷方法直接目的都是完成診斷任務(wù)，診斷出故障、辨認(rèn)其類型，分離出故障部位，對(duì)故障的發(fā)生及其后果進(jìn)行預(yù)報(bào)。

　　二、狀態(tài)監(jiān)測與參數(shù)診斷技術(shù)總?cè)蝿?wù)

　　根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)判斷，確認(rèn)機(jī)器所處狀態(tài)是否正常，性能是否出現(xiàn)衰退，如采集的壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等直接參數(shù)，再經(jīng)過人工AI智能化計(jì)算得到變化是否屬于正常，預(yù)測和預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)的熱力狀態(tài)或性能衰退惡化到什么程度，經(jīng)歷一段運(yùn)行時(shí)間后，所造成的直接損壞和間接損失，以及后果預(yù)測。例如：效率下降原因是什么？冷卻水管結(jié)垢，那么結(jié)垢所處的嚴(yán)重程度如何等等。

　　三、熱力狀態(tài)監(jiān)測與熱參數(shù)診斷系統(tǒng)的組成

　　通常離心式壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和故障診斷系統(tǒng)三部分組成。

　　1、數(shù)據(jù)采集。它包括各類傳感器（壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、軸位移等）、信號(hào)調(diào)節(jié)器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸和記錄等裝置。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將傳感器測量的信號(hào)按規(guī)定順序和時(shí)間間隔采集并傳送給記錄裝置，其中一部分參數(shù)可進(jìn)行簡單處理，當(dāng)再有故障出現(xiàn)時(shí)可將故障顯示或報(bào)警。全部記錄的信息將通過專門的數(shù)據(jù)傳輸裝置和接口輸入到主控制計(jì)算單元，調(diào)用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

　　2、數(shù)據(jù)處理。主要包括應(yīng)用軟件和計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行編輯定義，參考數(shù)據(jù)和機(jī)組狀態(tài)操作，數(shù)據(jù)處理和繪圖選擇等。

　　3、故障診斷。它要求根據(jù)圖形挑選出變化異常的測點(diǎn)進(jìn)一步分析存在的問題，例如（軸不平衡、軸彎曲、部件脫落、松動(dòng)、摩擦熱彎曲、動(dòng)靜部件碰撞、軸系不對(duì)中、油膜振蕩、旋轉(zhuǎn)失速、喘振等）進(jìn)行診斷。

　　從狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的組成來看，機(jī)械診斷技術(shù)和熱參數(shù)診斷技術(shù)兩者相同，區(qū)別在于所側(cè)重監(jiān)測的參數(shù)和軟件系統(tǒng)的差別。對(duì)綜合診斷技術(shù)來說，是全面的，包括了機(jī)械和熱參數(shù)兩個(gè)方面。

　　四、離心壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)主要包括參數(shù)測量、安全裝置等

　　（1）參數(shù)測量包含：壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力、溫度的測量，壓縮機(jī)進(jìn)口流量測量。

　　（2）安全裝置：開車條件如潤滑油壓力為0.25MPa屬于正常，潤滑油溫度35℃屬于正常，有防喘振閥門；保護(hù)裝置：如軸振動(dòng)監(jiān)測采用非接觸式測振儀，控制室設(shè)有高報(bào)警、停機(jī)報(bào)警等。

　　（3）軸位移監(jiān)控采用非接觸式軸位移測量儀，在壓縮機(jī)的低壓側(cè)軸端安裝一只測軸位移探頭，可檢測出軸位移情況，信號(hào)經(jīng)位移變送器引至控制室進(jìn)行顯示。控制系統(tǒng)設(shè)有高報(bào)警、停車報(bào)警。

　　（4）軸承溫度監(jiān)控。在壓縮機(jī)各軸承上以及變速機(jī)軸承上分別裝有鉑熱電阻，用來檢測各軸承溫度，測溫元件檢測出軸承溫度信號(hào)引至控制系統(tǒng)進(jìn)行顯示。控制室設(shè)有高報(bào)警。

　　（5）潤滑油系統(tǒng)監(jiān)測。為保證機(jī)組潤滑油溫度、壓力及流量滿足運(yùn)行要求，設(shè)置一些必要的測量儀表及控制儀表。測量儀表包括潤滑油液位測量、油溫測量及油壓測量儀表；油箱液位測量對(duì)潤滑油箱液位進(jìn)行現(xiàn)場測量指示；油溫測量，對(duì)潤滑油進(jìn)入冷卻器前、冷卻器后以及機(jī)組回油溫度進(jìn)行現(xiàn)場測量指示。

　　（6）控制儀表和安全儀表監(jiān)測。主要包括油箱液位報(bào)警，油壓調(diào)節(jié)、油溫報(bào)警，過濾器差壓報(bào)警，備用潤滑油泵氣動(dòng)、報(bào)警、聯(lián)鎖等回路組成。油箱液位低于正常液位時(shí)，低報(bào)警。油壓報(bào)警，油溫報(bào)警及監(jiān)測回路，對(duì)潤滑油進(jìn)行監(jiān)視并對(duì)異常現(xiàn)象報(bào)警，測溫元件把信號(hào)傳送到控制系統(tǒng)。過濾器壓差報(bào)警，監(jiān)測過濾器工作情況，當(dāng)過濾器壓差超過正常差壓時(shí)，說明過濾器應(yīng)該清洗了。

　　五、離心式壓縮機(jī)喘振監(jiān)測與控制

　　由于離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高、氣體流量大的特點(diǎn)，在吸入氣體流量減小時(shí)，流量降到一定轉(zhuǎn)速條件下，一定的流量對(duì)應(yīng)一定的出口壓力，并且在一定的轉(zhuǎn)速下存在一個(gè)極限喘振流量。當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行中實(shí)際流量低于這個(gè)喘振流量時(shí)壓縮機(jī)便不穩(wěn)定運(yùn)行，可能發(fā)生喘振。喘振會(huì)造成壓縮機(jī)機(jī)械磨損，對(duì)壓縮機(jī)是有害的，因此防喘振是離心式壓縮機(jī)必須考慮的重要問題。

　　防止與消除喘振的方法，其根本措施是設(shè)法增加壓縮機(jī)入口的氣體流量，給壓縮機(jī)設(shè)定一個(gè)防喘安全裕度，在一定工作轉(zhuǎn)速下，正常工作流量與該轉(zhuǎn)速下喘振流量之比值，一般喘振流量應(yīng)比正常工作流量大1.05～1.3倍。防喘振自監(jiān)控的方法有固定極限流量方法和可變極限流量方法。固定極限流量防喘振控制系統(tǒng)就是使壓縮機(jī)的流量始終保持大于防喘振安全裕度，從而避免進(jìn)入喘振區(qū)域。極限喘振流量是一個(gè)變數(shù)，它隨轉(zhuǎn)速的下降而變小，通過系統(tǒng)中防喘振調(diào)節(jié)器在壓縮機(jī)負(fù)荷變化通過調(diào)速來改變不同轉(zhuǎn)速下的防喘振。如英格索蘭空氣壓縮機(jī)C90M*3，該機(jī)型為流量11942m3/h，進(jìn)氣壓力0.09MPa，排氣壓力0.9MPa，功率1305kW，防喘振控制系統(tǒng)是通過測量機(jī)組出口壓力接近喘振點(diǎn)（旁通閥打開點(diǎn)），打開旁通閥來放出部分空氣實(shí)現(xiàn)。旁通閥設(shè)定非常重要，如設(shè)定高，壓縮機(jī)在低負(fù)荷下消耗能量大；設(shè)定低，壓縮機(jī)將被允許穿過喘振區(qū)發(fā)生喘振。如出口壓力檢測出現(xiàn)故障，導(dǎo)致控制系統(tǒng)接受假信號(hào)，造成旁通閥不能開到位、旁通閥不能正常打開，旁通閥設(shè)定時(shí)間過長，打開過于滯后、入口過濾器臟，造成過濾阻力大，入口流量減小等使旁通閥失控。因此采用可變極限流量法，需要防喘振點(diǎn)（機(jī)組排氣壓力）與旁通閥的打開同步進(jìn)行。在離心式壓縮機(jī)入口安裝流量、溫度監(jiān)測儀表，出口安裝壓力監(jiān)測儀表，該監(jiān)測系統(tǒng)與報(bào)警、調(diào)節(jié)和停機(jī)聯(lián)鎖，一旦進(jìn)入喘振能自動(dòng)報(bào)警、調(diào)節(jié)和停機(jī)。

　　離心式壓縮機(jī)與其他類型壓縮機(jī)比較，具有流量大、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速高（一般在5000～20000r/min），連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，其高可靠性對(duì)壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測和參數(shù)診斷提出很高的要求。希望廣大離心式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)者、制造者和使用者掌握其運(yùn)行原理，合理使用。

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