離心壓縮機故障診斷與處理分析

張康

摘要：在工業化社會中，離心壓縮機是非常重要的設備設施，在工業生產中發揮著至關重要的作用。但是由于離心壓縮機結構較為復雜，在運行中容易出現各種故障，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關注的重點所在。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，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，完成氣體運輸的壓縮機設備。相較于往復式壓縮機為主，離心壓縮機具有結構緊湊、尺寸小、重量輕的優勢，可以在較多的工業生產中使用。同時離心壓縮機除軸承之外，不需要內部潤滑，所以不會污染被壓縮的氣體，因此在工業生產中被廣泛應用。而在實際的生產制造中，離心壓縮機的應用容易受到各種因素的影響而產生故障，影響正常的生產秩序。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，通過多機并聯壓縮的方式，從而啟動離心壓縮機，實現氣體壓縮。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，則就會呈現出故障問題。其故障主要表現形式多樣，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，壓縮機出現喘振現象，劇烈的振動使得壓縮機各個部件出現嚴重的損壞。另外離心壓縮機在運行中，進水過濾器出現不正常的骯臟現象。通過對這些故障現象的分析總結，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應用可知，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、加工技術等進行多角度的分析、設計，如此才不會導致離心壓縮機的各個元件的質量分布問題。如，離心壓縮機的材料磨損嚴重，生產中會導致轉子元件出現變形或是質量問題而產生偏移，從而導致離心壓縮機機組在正常運行中出現不正常振動現象。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，軸承所產生的一種故障類型。它是由油膜力所產生的自激振動效果，帶動離心壓縮機轉子的軸承零部件出現明顯的損壞。第三，轉子與氣封之間的摩擦故障。轉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，從而出現振動現象。產生摩擦故障是原因有兩種，一是氣封和轉子之間出現大弧度摩擦造成的元件磨損;二是氣封和轉子之間出現部分撞擊帶來的元件磨損故障。

②離心壓縮機輔助系統故障分析。離心壓縮機輔助系統故障主要是指離心壓縮機在運行中各個零部件出現故障問題。常見的離心壓縮機輔助系統故障類型主要有：第一，離心壓縮機齒輪增速器故障。離心壓縮機在長期應用中，受到高速轉動運行等的影響，導致壓縮機齒輪出現斷裂或者是腐蝕現象。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部的熱電偶設備出現損壞，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故障。離心壓縮機密封系統和密封環是確保壓縮機正常運行的關鍵，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

2.1 基于神經網絡的離心壓縮機故障診斷技術

在離心壓縮機的一些內部元件故障診斷中，直接拆卸壓縮機注意展開故障診斷不現實，當前可以基于離心壓縮機故障與引發原因之間所存在著的非線性關系，借助神經網絡診斷方法，實現對離心壓縮機的故障診斷。當前借助som神經網絡可以構成分析與競爭同時存在的診斷系統，當離心壓縮機出現運行故障時，故障會對som神經網絡帶來干預，從而影響原本設定的參數，而導致參數出現明顯的異常。而som神經網絡就可以反向對引起參數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

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。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利用小波變換監測信號突變的診斷方式。小波變換技術主要是通過多尺度分析提取信號的奇異點的方式，實現對噪聲和信號邊沿的測試。在離心壓縮機的振動故障中，其相應觀測信號會發生奇藝變化，此時可以直接利用小波變換檢測觀測信號的奇異點，從而實現對系統故障點的確定。②觀測信號頻率結構變化的故障診斷方式。小波分析技術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，當離心壓縮機出現故障時，其所觀測到的信號的頻率結構特點會出現差異化，因此由此可以根據相應的故障檢測算法，得出該信號的奇異值特征矩陣，實現對離心壓縮機的多故障監測。③基于系統脈沖響應函數小波變換的故障檢測方式。離心壓縮機的系統故障會導致系統結構同傳遞函數發生變化，因此其相對應的脈沖響應函數也勢必發生變化。這一變化可以借助小波變換系數反應出現。在小波變化技術中，存在個別小波變換系統，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律，由此可以判斷是否發生故障。④利用小波變化去噪提取系統波形特征的診斷方法。小波變換本質上是一個帶通濾波器，其能夠實現對離心壓縮機的信號的過濾，展開去噪處理，直接獲得系統所輸出的信號情況，從輸出信號中發現故障問題。

3 ?離心壓縮機故障優化處理對策

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，有效的規避一些故障問題。

3.1 離心壓縮機故障的處理技術

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的不正常的振動故障問題，要求能夠對癥下藥，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速中出現振動較大的故障問題，其可以通過調整臨界轉速的方式，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結構的參數設置的方式，如，調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置在喘振的工作參數之內，同時還可以通過設計喘振的保護系統，控制離心壓縮機不會出現喘振現象。

②對輔助系統的故障處理方法。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損壞或是松動的問題，則會導致輔助系統產生各種故障。對此就要求展開對離心壓縮機的各種零部件的常態化檢查。

3.2 離心壓縮機系統的優化升級

①定時定期展開對離心壓縮機的設備檢修。在現階段中，離心壓縮機的振動故障可能是因為壓縮機內部的零部件出現老化所導致的，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結疤現象，要求能夠及時清理結疤。

②要求做好機械設備的日常檢修。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、專業性不高等問題。對此要求能夠全面提升日常設備檢修的有效性。一方面是要求能夠利用現代化設備，展開對離心壓縮機的內部系統元件的故障排查，如利用激光找正儀等設備，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水平，確保其能夠采用高效的檢修手段，提高檢修工作質量。另外還要求能夠建立起專業的維修團隊，實現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水平，能夠準確利用神經網絡技術或是小波變換分析技術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道德，能夠及時發現問題，有效防范控制問題。

③優化提升離心壓縮機的組件質量和技術。根據上述可知，當前離心壓縮機的系統內部元件所呈現出的質量和技術問題，會后續引發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化升級，如，選擇質量較高的材料進行組裝離心壓縮機。在密封系統和密封環設計中，可以采用新型復合材料替代傳統的鋁制材料。

4 ?結束語

綜上所述，隨著社會工業化程度的進一步加快，離心壓縮機憑借自身的結構優勢和性價比，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，其必須能夠展開對離心壓縮機運行質量控制，有效規避在運行中的常見振動故障、輔助系統故障等問題。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，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備清理、離心壓縮機零部件材料更換等。

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