空分壓縮機組的故障診斷及處理

王光明+范美丹

摘 要：以先對 DHP56-1型號機組進行了簡要說明，主要從故障發生的現象、問題方面指出故障是停機，誘因為振動增高超出指標范圍、根本原因在于水溫升高；然后根據狀態監測系統采集的數據分析了其中的具體導致因素，并以此為基礎提出了針對不同導致因素的處理措施。

關鍵詞：空分壓縮機組；故障；診斷；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.203

以某公司應用的DHP56-1型離心式空分壓縮機組為例，在其實踐應用中的常見故障為停機。其原因是水溫過高導致滑油溫度隨之升高產生的連鎖反應，可以通過水溫-滑油溫度-振動動-停機的故障發生反應鏈條進行描述。該型號機組的參數較多，如不同級別的氣壓力、水壓力、油壓力等，而且表現在電壓、額定功率、重量、轉速、軸功率、工業風壓力多個對應要素之內（從發生故障的停機值方面看表現在20u向60u的極速上升）。

1 故障發生的現象與問題

從現象方面觀察，該公司的1#機組先是在供水系統風機方面發生運行停止現象；測量其機組滑油供水溫度發現，溫度升高了3℃（原來溫度為20℃）；而車間機組潤滑油溫度相應的也有所上升，具體測量值為34℃（原來溫度為32℃），即升高了2℃。對這些數據進行分析發現機組上水溫度未超出指標范圍，潤滑油溫度也是如此。然而，軸向振動卻發生警報，其增高值已經超出指標范圍。問題集中體現在該故障現象屬于二次發生現象，由于先前油溫、振動之間的關系出現過同增、同降的情況；因此，在第一次故障現象發生到第二次故障發生現象之間該公司曾應用了狀態監測分析系統實施了針對振動數據的分析。

2 原因分析

從數據方面分析，初始運行的一級轉速、二級轉速、電機運行轉速分別是1260r/min、14227r/min、1487 r/min；可以看出在轉速相對寬泛的情況下，機組轉子方面的動平衡控制相對困難，因而運行中會發生齒輪磨損；在發現這些問題后，機組維修人員進行了更換、校正，第一次振動現象發生后的處理起到了效果，但油溫、振動同增、同降的變化已經相對明顯。由第一次到第二次振動現象發生這段時間內的數據分析中的故障頻譜圖不能顯示出削波情況，因此可以排除齒輪磨損問題；而低頻可以排除偏心、誤差等問題。可見性的一倍頻振動情況表明存在顯著升高，如主頻達到了207.38Hz；此時可以計算出機組轉速是12440rpm（主頻率*60），按照旋轉圈數與時間之間的對應關系可以得到在5圈旋轉情況下需要的時間是1/207.38，即約為0.005s。因此根據其中的連鎖關系鏈條分析原因來自多個方面，需要進行綜合性分析。比如，在轉子方面，可能存在動不平衡、變形；再如，可能存在連鎖反應下的箱體與基礎變形；也有可能是臨界轉速、懸臂臨界、間隙等所造成。

從機組的環境、轉速、支撐形式方面觀察，振動狀態能夠隨著滑油溫度的降低而達到原來的狀態，這種可恢復性可以排除滑油造成的原因。因此，問題集中在轉子方面，由于轉子本身的動不平衡因素必然存在，因而可排除動平衡因素。所以其中主要體現在飛出的碎屑，以及與其關聯的可發生連鎖反應的軸承損壞、偏心，以及臨界轉速方面的變化，尤其是結構共振比較明顯，可以推測其發生原因是固定螺栓緊固程度偏低，經檢查屬實。另一方面，轉子發生變形的原因是溫度過高，因而在這種前提之下直接原因即是油溫傳導出的熱量未能得到及時排出，可以確定散熱環境較差；同時在這種環境下轉子發生彎曲變形時，也會造成一系列的影響，如箱體變形、齒輪間隙發生變化，以及在膨脹量變化時造成的差異引發對中偏差，引起振動方面的二倍頻振動大于一倍頻振動現象。根據周期振動波的數據分析，能夠看出波形在樅樹形之下直接由齒輪局部磨損引起。另外，周期振動的不穩定性數據也說明油溫變化過程中機組油粘下降使油膜形成較差，直接對楔形結構產生了破壞，因而垂直方向的振動相對顯著，主要就是由承受機組載荷能力弱化所引起。

3 處理對策

從上面的原因分析可以認識到處理時需要采用綜合措施。具體處理中應該在循環水的散熱效果方面應用風機達到提升目的，令其中的冷卻效率得到提高；同樣條件下需要通過溫差的設置，盡可能保障冷卻機組滑油水溫度的低值，以此提高換熱器冷卻效率。兩種措施能夠為軸承處的散熱設置較好的環境，為其安全運行保駕護航。在解決磨損后的飛屑問題時，應該增加在線過濾、反沖洗方法，使潤滑油效果、冷卻效果切實起到作用。同時應該考慮到振動的另一個螺栓固定性差的問題，重新進行擰緊處理，降低振動發生率。重點是將狀態監測系統直接設置到機組之中，使其進行實時監控，并定期、定時對其中的數據進行統計分析，確保機組運行安全。從結果觀察在應用諸多對應措施之后，機組振動可以下降到30u，對比安全運行指標發現在安全運行范圍之內。因此實證了針對空分壓縮機組停機故障的處理比較有效，但仍需進一步增加數據方面的分析研究，形成比較細致的數據-問題對接，提高故障診斷效率。

4 結束語

該公司的DHP56-1型離心式空分壓縮機組常見故障主要集中在機組停機方面。建議在以上對此類故障診斷方法與處理經驗總結的基礎上制定出針對該故障的診斷流程，并通過流程化的轉用形成具體的評估指標，建立一個圍繞空分壓縮機組的運行安全評估體系，提高維護保養水平，降低此類故障發生，以達到設備應用效率的提升。

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