壓縮機運行狀態的監測以及常見故障診斷方法分析

史博文 王春暉 關智

摘要：壓縮機是工業生產中的重要設備，一旦出現故障可能導致生產工作停運，容易出現安全事故。熱力故障機理：因為壓縮機運行的高負荷特征，會導致其內部運動結構長時間摩擦，相應產生機械熱能，而當熱能溫度超過標準值，容易引起故障。機械故障同樣是壓縮機故障當中常見的一種故障類型，綜合表現上主要因為壓縮機內部元件因為某些因素導致機械部件出現損傷，例如某機械部件表面出現缺損，導致其無法正常運行。本文對壓縮機運行狀態監測及故障診斷系統進行了分析，然后結合其常見故障提出了一些診斷方法，僅供參考。

關鍵詞：壓縮機;狀態監測;故障診斷

壓縮機是工業企業的核心生產設備，為保證企業生產活動的正常運轉，就要確保往復式壓縮機的長時間運行。相對于其它壓縮機來講，往復式壓縮機的工況復雜;摩擦易損件較多，所以故障比較頻繁。故障產生的原因通常相互關聯、復雜多樣。通過專業知識和實踐經驗，降低壓縮機的故障率，可以有效的降低能耗、節約成本。

1 離心壓縮機狀態檢測及故障診斷系統總體結構

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

離心壓縮機設備的狀態檢測及故障診斷系統，根據功能可以分為兩大模塊：狀態檢測、故障診斷。對于整個壓縮機監測診斷系統來說，首先要根據壓縮機的型號選取合適的傳感器，在關鍵部位布置傳感器。接著，要監控壓縮機的溫度、壓力、流量、轉速等信號并進行收集，信息經過必要的處理后，存儲到數據庫中，提供給故障診斷模塊，進行機組運行判定，通過網絡實現遠程診斷/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，常見影響形式包括壓縮設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中會出現較大的空氣阻力，同時也容易滯留一些污物，相應就容易引發排氣堵塞問題;當壓縮機的排氣系統轉速因為某些原因下降，而不滿足標準要求，排氣量自然會下降，同時還會延長排氣系統的運作時間，造成壓縮機內部高溫;當壓縮機的氣缸、活塞、活塞環系統因為長期運行而磨損，就容易導致結構之間的間隙增大，所以會造成溫度過高的問題;當壓縮機的填料函因某些原因出現了密封性不足的現象，相應就會出現過量的漏氣，此時容易導致排氣量降低，引起溫度異常;當壓縮機的吸排氣閥密封性不足，同樣會引起漏氣問題，導致溫度過高。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

當壓縮機的活塞、缸蓋之間因為安裝原因導致兩者間隙較小，此時兩者運行時可能會發生碰撞，相應產生異響;當壓縮機活塞連桿、活塞連接之間連接不緊密，代表兩者穩固性不強，相應在運行當中介于機械動能影響會出現碰撞異響;當壓縮機的氣缸內存在雜物，在運行當中介于氣體流動力，使得雜物滾動，同時撞擊缸壁，引起滾動、撞擊異響;當壓縮機的排氣閥出現折斷現象，會導致排氣流程出現異常，此時介于排氣流動力會導致氣閥內出現敲擊異響。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

當壓縮機的主軸承、推力瓦存在損傷或者損壞，就會導致壓縮機壓力控制力下降，相應造成壓力異常問題;當壓縮機的軸頭油泵出入口旁路閥門出現異常，導致壓縮機油壓控制力下降，相應造成油壓異常;當壓縮機的潤滑油壓力出現異常，設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，可以采用參數調整、更換零件來進行維修。

3 故障診斷方法

3.1 熱力性能監測法

熱力性能監測法主要在壓縮機外側處，安裝熱力監測傳感器，利用傳感器的功能來采集壓縮機當前熱力數據，根據數據可以直觀判斷當前是否存在熱力異常問題。此外在應用當中，介于往復壓縮機的吸氣、壓縮、排氣、膨脹4 個流程，需要對熱力監測傳感器的安裝位置進行調整，即在不同流程節點當中，壓縮機的運作部位是不同的。為了確保監測數據準確，需要針對每個流程的運作位置，將熱力監測傳感器安裝在對應的外側部位即可。

3.2 振動監測法

異常振動現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，對壓縮機設備進行故障診斷。在往復壓縮機基礎上，因為其內部任何機械結構都可能出現異常振動，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測，該傳感器可以實時獲取當前壓縮機的振動信號，人工只需要對照正常信號參數，即可判斷當前設備是否存在異常，如果存在異常振動，則根據數據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 油液監測法

油液是壓縮機運行的動能來源，當油液供給出現異常現象，則說明設備存在故障，所以可以對油液進行監測，以了解油液供給情況是否正常。關于油液監測法的應用，主要以油液供給流量、供給壓力為監測參數，當此兩項參數與正常參數出現問題之后，則說明設備存在故障，具體方法上同樣可以借助傳感器來實現。此外，結合上述分析可見，油液監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綜合應用。

3.4 異響監測法

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，對壓縮機設備進行故障診斷。異響監測法與上述振動監測法基本類似，兩種只是在判斷依據上存在區別，所以常規的應用流程本文不多加贅述。

4 結束語

主要對壓縮機故障診斷技術進行了研究，通過研究得到結論：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，介紹了相應的診斷方法。

參考文獻：

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