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離心壓縮機故障診斷與處理分析

2020-09-10 18:11張康
內(nèi)燃機與配件 2020年19期
關(guān)鍵詞:故障處理故障診斷

張康

摘要:在工業(yè)化社會中,離心壓縮機是非常重要的設(shè)備設(shè)施,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是由于離心壓縮機結(jié)構(gòu)較為復雜,在運行中容易出現(xiàn)各種故障,從而干擾正常的運行效果。因此重視離心壓縮機故障診斷與處理已然成為各行業(yè)關(guān)注的重點所在。下文正是以離心壓縮機為研究對象,分析其運行中的常見故障類型,并且提出故障診斷技術(shù),做好故障處理。

Abstract: In an industrialized society, centrifugal compressors are very important equipment and facilities, and play a vital role in industrial production. However, due to the complicated structure of the centrifugal compressor, various failures are prone to occur during operation, thereby interfering with the normal operation effect. Therefore, attaching importance to the diagnosis and treatment of centrifugal compressor faults has become the focus of attention in various industries. The following is to take the centrifugal compressor as the research object, analyze the common fault types in its operation, and propose fault diagnosis technology to do a good job in troubleshooting.

關(guān)鍵詞:離心壓縮機;故障診斷;故障處理

Key words: centrifugal compressor;fault diagnosis;fault handling

0 ?引言

離心壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機,主要是通過葉輪對氣體做功,從而使得氣體的壓力和速度升高,完成氣體運輸?shù)膲嚎s機設(shè)備。相較于往復式壓縮機為主,離心壓縮機具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕的優(yōu)勢,可以在較多的工業(yè)生產(chǎn)中使用。同時離心壓縮機除軸承之外,不需要內(nèi)部潤滑,所以不會污染被壓縮的氣體,因此在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。而在實際的生產(chǎn)制造中,離心壓縮機的應(yīng)用容易受到各種因素的影響而產(chǎn)生故障,影響正常的生產(chǎn)秩序。對此下文展開離心壓縮機故障診斷與處理分析具有現(xiàn)實意義。

1 ?離心壓縮機運行常見故障

1.1 離心壓縮機故障現(xiàn)象分析

通常情況下,離心壓縮機的工作動力主要來自電動機或是透平機,通過多機并聯(lián)壓縮的方式,從而啟動離心壓縮機,實現(xiàn)氣體壓縮。在運行過程中,離心壓縮機正是通過控制油溫、油壓以及瓦溫等信號控制,使其處于正常的工作指標,一般情況下,若是某一個信號超出工作參數(shù),則就會呈現(xiàn)出故障問題。其故障主要表現(xiàn)形式多樣,有開啟后無法進行加載,壓縮機并沒有正常工作;還有就是在離心壓縮機正常運行中,壓縮機出現(xiàn)喘振現(xiàn)象,劇烈的振動使得壓縮機各個部件出現(xiàn)嚴重的損壞。另外離心壓縮機在運行中,進水過濾器出現(xiàn)不正常的骯臟現(xiàn)象。通過對這些故障現(xiàn)象的分析總結(jié),可以歸納出導致離心壓縮機常見故障原因如下所示。

1.2 離心壓縮機故障類型分析

基于對離心壓縮機的實際生產(chǎn)應(yīng)用可知,當前有90%的故障是振動故障,另外還因離心壓縮機的輔助系統(tǒng)故障所導致的。

①離心壓縮機機組運行中不正常振動帶來的故障。第一,離心壓縮機組件中存在的轉(zhuǎn)子不平衡問題。在離心壓縮機安裝和制作過程中,需要對材料、加工技術(shù)等進行多角度的分析、設(shè)計,如此才不會導致離心壓縮機的各個元件的質(zhì)量分布問題。如,離心壓縮機的材料磨損嚴重,生產(chǎn)中會導致轉(zhuǎn)子元件出現(xiàn)變形或是質(zhì)量問題而產(chǎn)生偏移,從而導致離心壓縮機機組在正常運行中出現(xiàn)不正常振動現(xiàn)象。第二,離心壓縮機油膜振蕩故障。油膜是離心壓縮機在高速滑動下,軸承所產(chǎn)生的一種故障類型。它是由油膜力所產(chǎn)生的自激振動效果,帶動離心壓縮機轉(zhuǎn)子的軸承零部件出現(xiàn)明顯的損壞。第三,轉(zhuǎn)子與氣封之間的摩擦故障。轉(zhuǎn)子與氣封之間的過度摩擦會嚴重影響到離心壓縮機的運行,從而出現(xiàn)振動現(xiàn)象。產(chǎn)生摩擦故障是原因有兩種,一是氣封和轉(zhuǎn)子之間出現(xiàn)大弧度摩擦造成的元件磨損;二是氣封和轉(zhuǎn)子之間出現(xiàn)部分撞擊帶來的元件磨損故障。

②離心壓縮機輔助系統(tǒng)故障分析。離心壓縮機輔助系統(tǒng)故障主要是指離心壓縮機在運行中各個零部件出現(xiàn)故障問題。常見的離心壓縮機輔助系統(tǒng)故障類型主要有:第一,離心壓縮機齒輪增速器故障。離心壓縮機在長期應(yīng)用中,受到高速轉(zhuǎn)動運行等的影響,導致壓縮機齒輪出現(xiàn)斷裂或者是腐蝕現(xiàn)象。第二,離心壓縮機軸承溫度過高故障。在離心壓縮機正常使用中,其溫度計安裝不當或是壓縮機內(nèi)部的熱電偶設(shè)備出現(xiàn)損壞,從而導致軸承溫度升高故障,影響離心壓縮機的正常運行。第三,離心壓縮機密封系統(tǒng)故障。離心壓縮機密封系統(tǒng)和密封環(huán)是確保壓縮機正常運行的關(guān)鍵,但是受到機械振動等因素的影響,容易導致油壓低于參考數(shù)值的情況,從而導致密封性下降等情況。

2 ?離心壓縮機故障診斷技術(shù)

2.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心壓縮機故障診斷技術(shù)

在離心壓縮機的一些內(nèi)部元件故障診斷中,直接拆卸壓縮機注意展開故障診斷不現(xiàn)實,當前可以基于離心壓縮機故障與引發(fā)原因之間所存在著的非線性關(guān)系,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法,實現(xiàn)對離心壓縮機的故障診斷。當前借助som神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)成分析與競爭同時存在的診斷系統(tǒng),當離心壓縮機出現(xiàn)運行故障時,故障會對som神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)帶來干預,從而影響原本設(shè)定的參數(shù),而導致參數(shù)出現(xiàn)明顯的異常。而som神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以反向?qū)σ饏?shù)變化的故障進行判斷,有效定位故障類型。

2.2 基于小波分析的離心壓縮機故障診斷技術(shù)

小波分析是離心壓縮機故障診斷的又一重要故障診斷技術(shù)。當前小波信號分析的故障診斷主要是可以通過回避被診斷對象的數(shù)學模型的方式,展開對離心壓縮機的故障點確定。常見的小波故障診斷方法有:①利用小波變換監(jiān)測信號突變的診斷方式。小波變換技術(shù)主要是通過多尺度分析提取信號的奇異點的方式,實現(xiàn)對噪聲和信號邊沿的測試。在離心壓縮機的振動故障中,其相應(yīng)觀測信號會發(fā)生奇藝變化,此時可以直接利用小波變換檢測觀測信號的奇異點,從而實現(xiàn)對系統(tǒng)故障點的確定。②觀測信號頻率結(jié)構(gòu)變化的故障診斷方式。小波分析技術(shù)中的多分辨率分析能夠描述信號的頻譜時間變化情況沒,對于信號在某個時刻的頻率分布,頻率分布特征進行有效的觀測和收集,當離心壓縮機出現(xiàn)故障時,其所觀測到的信號的頻率結(jié)構(gòu)特點會出現(xiàn)差異化,因此由此可以根據(jù)相應(yīng)的故障檢測算法,得出該信號的奇異值特征矩陣,實現(xiàn)對離心壓縮機的多故障監(jiān)測。③基于系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)小波變換的故障檢測方式。離心壓縮機的系統(tǒng)故障會導致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同傳遞函數(shù)發(fā)生變化,因此其相對應(yīng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)也勢必發(fā)生變化。這一變化可以借助小波變換系數(shù)反應(yīng)出現(xiàn)。在小波變化技術(shù)中,存在個別小波變換系統(tǒng),其具有較大的模,能夠辨析到離心壓縮機的信號點的平均值的變化規(guī)律,由此可以判斷是否發(fā)生故障。④利用小波變化去噪提取系統(tǒng)波形特征的診斷方法。小波變換本質(zhì)上是一個帶通濾波器,其能夠?qū)崿F(xiàn)對離心壓縮機的信號的過濾,展開去噪處理,直接獲得系統(tǒng)所輸出的信號情況,從輸出信號中發(fā)現(xiàn)故障問題。

3 ?離心壓縮機故障優(yōu)化處理對策

總之,在判斷和確定離心壓縮機故障類型和故障點之后,需要及時展開對離心壓縮機的故障處理,同時還需要制定一系列的離心壓縮機的做功完善制度,有效的規(guī)避一些故障問題。

3.1 離心壓縮機故障的處理技術(shù)

①對振動類故障的處理方法。第一,針對于離心壓縮機運行中所出現(xiàn)的不正常的振動故障問題,要求能夠?qū)ΠY下藥,采用針對性的措施進行有效控制。如,離心壓縮機在臨界點的轉(zhuǎn)速中出現(xiàn)振動較大的故障問題,其可以通過調(diào)整臨界轉(zhuǎn)速的方式,有效地解決振動過大的問題。第二,針對于油膜振動故障,可以通過在離心壓縮機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)置的方式,如,調(diào)整電流釉頸和電流釉瓦的偏心值大小,減少軸承的高度運轉(zhuǎn)帶來的振蕩問題。第三,對于踹振故障處理,需要將離心壓縮機設(shè)置在喘振的工作參數(shù)之內(nèi),同時還可以通過設(shè)計喘振的保護系統(tǒng),控制離心壓縮機不會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。

②對輔助系統(tǒng)的故障處理方法。展開對離心壓縮機的零部件的檢查。在離心壓縮機運用中,其主軸、葉輪等零部件若是出現(xiàn)損壞或是松動的問題,則會導致輔助系統(tǒng)產(chǎn)生各種故障。對此就要求展開對離心壓縮機的各種零部件的常態(tài)化檢查。

3.2 離心壓縮機系統(tǒng)的優(yōu)化升級

①定時定期展開對離心壓縮機的設(shè)備檢修。在現(xiàn)階段中,離心壓縮機的振動故障可能是因為壓縮機內(nèi)部的零部件出現(xiàn)老化所導致的,因此要求能夠定時定期清理機械零件,展開對內(nèi)部零部件的清理和更換。如,在離心壓縮機的隔板和葉輪之間出現(xiàn)結(jié)疤現(xiàn)象,要求能夠及時清理結(jié)疤。

②要求做好機械設(shè)備的日常檢修。離心壓縮機一些常見故障是可以潛藏性的,其往往是受到個別小故障的影響繼而形成較大程度的故障問題。而當前的日常檢修工作存在精度不夠、專業(yè)性不高等問題。對此要求能夠全面提升日常設(shè)備檢修的有效性。一方面是要求能夠利用現(xiàn)代化設(shè)備,展開對離心壓縮機的內(nèi)部系統(tǒng)元件的故障排查,如利用激光找正儀等設(shè)備,降低檢修誤差。另一方面還要求能夠提高離心壓縮機的檢修人員的專業(yè)水平,確保其能夠采用高效的檢修手段,提高檢修工作質(zhì)量。另外還要求能夠建立起專業(yè)的維修團隊,實現(xiàn)對離心壓縮機的故障的及時排查和故障維護控制。組建維修隊伍過程中需要注意維修人員具有較高的專業(yè)水平,能夠準確利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或是小波變換分析技術(shù)進行離心壓縮機故障的診斷,還要求維修人員具有良好的職業(yè)道德,能夠及時發(fā)現(xiàn)問題,有效防范控制問題。

③優(yōu)化提升離心壓縮機的組件質(zhì)量和技術(shù)。根據(jù)上述可知,當前離心壓縮機的系統(tǒng)內(nèi)部元件所呈現(xiàn)出的質(zhì)量和技術(shù)問題,會后續(xù)引發(fā)離心壓縮機的正常運行秩序。對此要求能夠展開對離心壓縮機的安裝和制造工藝優(yōu)化升級,如,選擇質(zhì)量較高的材料進行組裝離心壓縮機。在密封系統(tǒng)和密封環(huán)設(shè)計中,可以采用新型復合材料替代傳統(tǒng)的鋁制材料。

4 ?結(jié)束語

綜上所述,隨著社會工業(yè)化程度的進一步加快,離心壓縮機憑借自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和性價比,市場利用率越來越高,為了有效保證離心壓縮機的正常運轉(zhuǎn),其必須能夠展開對離心壓縮機運行質(zhì)量控制,有效規(guī)避在運行中的常見振動故障、輔助系統(tǒng)故障等問題。此外針對于一些不可避免的故障問題,要求采用高效的故障診斷技術(shù),提高故障診斷效率。另外還需要制定針對性的完善對策,展開對離心壓縮機的設(shè)備清理、離心壓縮機零部件材料更換等。

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