壓縮機運行狀態(tài)的監(jiān)測以及常見故障診斷方法分析

史博文 王春暉 關(guān)智

摘要：壓縮機是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致生產(chǎn)工作停運，容易出現(xiàn)安全事故。熱力故障機理：因為壓縮機運行的高負荷特征，會導(dǎo)致其內(nèi)部運動結(jié)構(gòu)長時間摩擦，相應(yīng)產(chǎn)生機械熱能，而當(dāng)熱能溫度超過標(biāo)準值，容易引起故障。機械故障同樣是壓縮機故障當(dāng)中常見的一種故障類型，綜合表現(xiàn)上主要因為壓縮機內(nèi)部元件因為某些因素導(dǎo)致機械部件出現(xiàn)損傷，例如某機械部件表面出現(xiàn)缺損，導(dǎo)致其無法正常運行。本文對壓縮機運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)進行了分析，然后結(jié)合其常見故障提出了一些診斷方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：壓縮機;狀態(tài)監(jiān)測;故障診斷

壓縮機是工業(yè)企業(yè)的核心生產(chǎn)設(shè)備，為保證企業(yè)生產(chǎn)活動的正常運轉(zhuǎn)，就要確保往復(fù)式壓縮機的長時間運行。相對于其它壓縮機來講，往復(fù)式壓縮機的工況復(fù)雜;摩擦易損件較多，所以故障比較頻繁。故障產(chǎn)生的原因通常相互關(guān)聯(lián)、復(fù)雜多樣。通過專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，降低壓縮機的故障率，可以有效的降低能耗、節(jié)約成本。

1 離心壓縮機狀態(tài)檢測及故障診斷系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

設(shè)計壓縮機狀態(tài)檢測及故障診斷系統(tǒng)的最終目的是提高壓縮機運行過程中的可靠性，根據(jù)離心壓縮機的特點系統(tǒng)必須保證7×24 h不間斷地對壓縮機進行狀態(tài)檢測和故障特征識別，如果設(shè)備發(fā)生異常情況，可以及時做出相應(yīng)處理，并為故障排除提出合理的建議等。

離心壓縮機設(shè)備的狀態(tài)檢測及故障診斷系統(tǒng)，根據(jù)功能可以分為兩大模塊：狀態(tài)檢測、故障診斷。對于整個壓縮機監(jiān)測診斷系統(tǒng)來說，首先要根據(jù)壓縮機的型號選取合適的傳感器，在關(guān)鍵部位布置傳感器。接著，要監(jiān)控壓縮機的溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等信號并進行收集，信息經(jīng)過必要的處理后，存儲到數(shù)據(jù)庫中，提供給故障診斷模塊，進行機組運行判定，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程診斷/維護。

2 壓縮機的常見故障

2.1 排氣不足

排氣量不足一般因為熱力機理而出現(xiàn)，常見影響形式包括壓縮設(shè)備的排氣管管口直徑徑較小，而管道長度較大，此時在氣體排放過程當(dāng)中會出現(xiàn)較大的空氣阻力，同時也容易滯留一些污物，相應(yīng)就容易引發(fā)排氣堵塞問題;當(dāng)壓縮機的排氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)速因為某些原因下降，而不滿足標(biāo)準要求，排氣量自然會下降，同時還會延長排氣系統(tǒng)的運作時間，造成壓縮機內(nèi)部高溫;當(dāng)壓縮機的氣缸、活塞、活塞環(huán)系統(tǒng)因為長期運行而磨損，就容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)之間的間隙增大，所以會造成溫度過高的問題;當(dāng)壓縮機的填料函因某些原因出現(xiàn)了密封性不足的現(xiàn)象，相應(yīng)就會出現(xiàn)過量的漏氣，此時容易導(dǎo)致排氣量降低，引起溫度異常;當(dāng)壓縮機的吸排氣閥密封性不足，同樣會引起漏氣問題，導(dǎo)致溫度過高。此外，針對上述問題可以采用更換零件、潤滑劑、校正等方法來進行維修。

2.2 異響

當(dāng)壓縮機的活塞、缸蓋之間因為安裝原因?qū)е聝烧唛g隙較小，此時兩者運行時可能會發(fā)生碰撞，相應(yīng)產(chǎn)生異響;當(dāng)壓縮機活塞連桿、活塞連接之間連接不緊密，代表兩者穩(wěn)固性不強，相應(yīng)在運行當(dāng)中介于機械動能影響會出現(xiàn)碰撞異響;當(dāng)壓縮機的氣缸內(nèi)存在雜物，在運行當(dāng)中介于氣體流動力，使得雜物滾動，同時撞擊缸壁，引起滾動、撞擊異響;當(dāng)壓縮機的排氣閥出現(xiàn)折斷現(xiàn)象，會導(dǎo)致排氣流程出現(xiàn)異常，此時介于排氣流動力會導(dǎo)致氣閥內(nèi)出現(xiàn)敲擊異響。此外，針對上述問題，可以采用更換零件、校正等方式來進行處理。

2.3 壓力異常

當(dāng)壓縮機的主軸承、推力瓦存在損傷或者損壞，就會導(dǎo)致壓縮機壓力控制力下降，相應(yīng)造成壓力異常問題;當(dāng)壓縮機的軸頭油泵出入口旁路閥門出現(xiàn)異常，導(dǎo)致壓縮機油壓控制力下降，相應(yīng)造成油壓異常;當(dāng)壓縮機的潤滑油壓力出現(xiàn)異常，設(shè)備各部件就無法得到充分潤滑，此時此類部件會形成干摩擦易出現(xiàn)磨損，磨損后可能引起壓力異常。此外，針對上述問題，可以采用參數(shù)調(diào)整、更換零件來進行維修。

3 故障診斷方法

3.1 熱力性能監(jiān)測法

熱力性能監(jiān)測法主要在壓縮機外側(cè)處，安裝熱力監(jiān)測傳感器，利用傳感器的功能來采集壓縮機當(dāng)前熱力數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)可以直觀判斷當(dāng)前是否存在熱力異常問題。此外在應(yīng)用當(dāng)中，介于往復(fù)壓縮機的吸氣、壓縮、排氣、膨脹4 個流程，需要對熱力監(jiān)測傳感器的安裝位置進行調(diào)整，即在不同流程節(jié)點當(dāng)中，壓縮機的運作部位是不同的。為了確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準確，需要針對每個流程的運作位置，將熱力監(jiān)測傳感器安裝在對應(yīng)的外側(cè)部位即可。

3.2 振動監(jiān)測法

異常振動現(xiàn)象同樣是壓縮機故障的主要特征之一，可以以異常振動為依據(jù)，對壓縮機設(shè)備進行故障診斷。在往復(fù)壓縮機基礎(chǔ)上，因為其內(nèi)部任何機械結(jié)構(gòu)都可能出現(xiàn)異常振動，所以需要對其進行全面診斷，具體方法上可以采用加速度傳感器來進行監(jiān)測，該傳感器可以實時獲取當(dāng)前壓縮機的振動信號，人工只需要對照正常信號參數(shù)，即可判斷當(dāng)前設(shè)備是否存在異常，如果存在異常振動，則根據(jù)數(shù)據(jù)來源來確認故障位置，同時介于不同故障造成的振動聲音不同，人工可以縮小故障診斷范圍。

3.3 油液監(jiān)測法

油液是壓縮機運行的動能來源，當(dāng)油液供給出現(xiàn)異常現(xiàn)象，則說明設(shè)備存在故障，所以可以對油液進行監(jiān)測，以了解油液供給情況是否正常。關(guān)于油液監(jiān)測法的應(yīng)用，主要以油液供給流量、供給壓力為監(jiān)測參數(shù)，當(dāng)此兩項參數(shù)與正常參數(shù)出現(xiàn)問題之后，則說明設(shè)備存在故障，具體方法上同樣可以借助傳感器來實現(xiàn)。此外，結(jié)合上述分析可見，油液監(jiān)測法只能判斷故障是否存在，但并不能確認故障具體類型，所以通常情況下需要與其他技術(shù)綜合應(yīng)用。

3.4 異響監(jiān)測法

異響同樣是壓縮機故障的主要特征之一，可以以異響為依據(jù)，對壓縮機設(shè)備進行故障診斷。異響監(jiān)測法與上述振動監(jiān)測法基本類似，兩種只是在判斷依據(jù)上存在區(qū)別，所以常規(guī)的應(yīng)用流程本文不多加贅述。

4 結(jié)束語

主要對壓縮機故障診斷技術(shù)進行了研究，通過研究得到結(jié)論：壓縮機故障的主要機理為熱力、機械兩種，在此兩種因素下，通過不同的影響過程，會產(chǎn)生很多種故障，對此有必要保持重視;對壓縮機常見故障進行了分析，為之后故障診斷提供方向;圍繞常見故障，選取其中故障率較高的幾項，介紹了相應(yīng)的診斷方法。

參考文獻：

[1]李曉鳴. 離心式壓縮機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備， 2018（8）：104-105.

[2]王元芳. 鋼廠通用螺桿壓縮機常見故障分析及處理方法[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 2017（34）.