【压缩机网】离心式压缩机属于高参数、高效率、单机容量大和高自动化单机设备。高可靠性是离心式压缩机一项最基本的要求，从离心式压缩机的设计、制造到运行和管理的整个过程中，提高每一个组件状态监测，在日常维护、及时检修更换到维修过程中都是非常重要的。对设备的状态科学分析需要有非常翔实的分析依据，因而为离心式压缩机配备先进的状态监测及故障诊断系统，监测整个运行状态变化，对做出提前预判，及时发现故障前兆，确定故障部位和引起故障的原因，迅速处理，减小损失，都是非常有意义的。

　　一、状态监测技术分类

　　1、机械状态与故障诊断。离心式压缩机通常监测的参数有：转速、振动值、转子轴位移、轴承油压、油温、油系统的油温、油压、油质和消耗量等，以及冷却器、增压器、联轴器等有关参数。利用以上监测参数特别是振动参数进行故障诊断，称为机械诊断技术。

　　2、热力状态监测和性能评估分析（热参数诊断）。需要监测的参数有进排气压力、温度、流量，压缩机进口的气体温度。随着压缩机启动运行，这些热力参数是一个变化趋势，需要动态的掌握其运行的轨迹和变化趋势。通过监测热力参数和根据经验确定元件变化参数，再通过一定的计算获得一些性能参数（功率、效率、喘振边界等）以及根据运行工况确定防喘振安全裕度，利用这些热力参数的监测结果包括计算所得性能参数进行性能评估分析称为热力参数诊断技术。

　　3、综合故障诊断技术。对离心式压缩机来说，状态监测和故障诊断系统还包括机械和热力两个方面。做综合判断，监测是实时在线的，故障诊断也应该实时在线。

　　4、故障诊断要求监测仪表是先进的、功能是完善的，诊断方法是有效的。目前有效诊断方法有：直接参数对比法、趋势分析法、参数分析法和人工AI智能法等。人工AI智能诊断法需要建立专家系统、故障树、模拟识别、模糊数学以及模糊神经网络诊断方法等。人工AI智能诊断方法主要还是利用计算机推理能力和系统参数之间因果关系，利用智能学习功能完成故障诊断，辨别其类型，分离出故障部位，对故障的发生及其后果进行预报。同时我们也要考虑离心式压缩机在工作过程中，状态变化是复杂的，要完成以上任务大量的试验结构分析及积累的过程。

　　总之，任何故障诊断方法直接目的都是完成诊断任务，诊断出故障、辨认其类型，分离出故障部位，对故障的发生及其后果进行预报。

　　二、状态监测与参数诊断技术总任务

　　根据状态监测参数判断，确认机器所处状态是否正常，性能是否出现衰退，如采集的压力、温度、流量、转速等直接参数，再经过人工AI智能化计算得到变化是否属于正常，预测和预报可能出现的热力状态或性能衰退恶化到什么程度，经历一段运行时间后，所造成的直接损坏和间接损失，以及后果预测。例如：效率下降原因是什么？冷却水管结垢，那么结垢所处的严重程度如何等等。

　　三、热力状态监测与热参数诊断系统的组成

　　通常离心式压缩机状态监测与故障诊断系统由数据采集、数据处理和故障诊断系统三部分组成。

　　1、数据采集。它包括各类传感器（压力、温度、流量、转速、振动、轴位移等）、信号调节器、数据采集系统、数据传输和记录等装置。数据采集系统将传感器测量的信号按规定顺序和时间间隔采集并传送给记录装置，其中一部分参数可进行简单处理，当再有故障出现时可将故障显示或报警。全部记录的信息将通过专门的数据传输装置和接口输入到主控制计算单元，调用状态监测与故障诊断软件对数据进行处理。

　　2、数据处理。主要包括应用软件和计算系统，对其进行编辑定义，参考数据和机组状态操作，数据处理和绘图选择等。

　　3、故障诊断。它要求根据图形挑选出变化异常的测点进一步分析存在的问题，例如（轴不平衡、轴弯曲、部件脱落、松动、摩擦热弯曲、动静部件碰撞、轴系不对中、油膜振荡、旋转失速、喘振等）进行诊断。

　　从状态监测和故障诊断系统的组成来看，机械诊断技术和热参数诊断技术两者相同，区别在于所侧重监测的参数和软件系统的差别。对综合诊断技术来说，是全面的，包括了机械和热参数两个方面。

　　四、离心压缩机气路系统主要包括参数测量、安全装置等

　　（1）参数测量包含：压缩机进出口压力、温度的测量，压缩机进口流量测量。

　　（2）安全装置：开车条件如润滑油压力为0.25MPa属于正常，润滑油温度35℃属于正常，有防喘振阀门；保护装置：如轴振动监测采用非接触式测振仪，控制室设有高报警、停机报警等。

　　（3）轴位移监控采用非接触式轴位移测量仪，在压缩机的低压侧轴端安装一只测轴位移探头，可检测出轴位移情况，信号经位移变送器引至控制室进行显示。控制系统设有高报警、停车报警。

　　（4）轴承温度监控。在压缩机各轴承上以及变速机轴承上分别装有铂热电阻，用来检测各轴承温度，测温元件检测出轴承温度信号引至控制系统进行显示。控制室设有高报警。

　　（5）润滑油系统监测。为保证机组润滑油温度、压力及流量满足运行要求，设置一些必要的测量仪表及控制仪表。测量仪表包括润滑油液位测量、油温测量及油压测量仪表；油箱液位测量对润滑油箱液位进行现场测量指示；油温测量，对润滑油进入冷却器前、冷却器后以及机组回油温度进行现场测量指示。

　　（6）控制仪表和安全仪表监测。主要包括油箱液位报警，油压调节、油温报警，过滤器差压报警，备用润滑油泵气动、报警、联锁等回路组成。油箱液位低于正常液位时，低报警。油压报警，油温报警及监测回路，对润滑油进行监视并对异常现象报警，测温元件把信号传送到控制系统。过滤器压差报警，监测过滤器工作情况，当过滤器压差超过正常差压时，说明过滤器应该清洗了。

　　五、离心式压缩机喘振监测与控制

　　由于离心式压缩机转速高、气体流量大的特点，在吸入气体流量减小时，流量降到一定转速条件下，一定的流量对应一定的出口压力，并且在一定的转速下存在一个极限喘振流量。当压缩机运行中实际流量低于这个喘振流量时压缩机便不稳定运行，可能发生喘振。喘振会造成压缩机机械磨损，对压缩机是有害的，因此防喘振是离心式压缩机必须考虑的重要问题。

　　防止与消除喘振的方法，其根本措施是设法增加压缩机入口的气体流量，给压缩机设定一个防喘安全裕度，在一定工作转速下，正常工作流量与该转速下喘振流量之比值，一般喘振流量应比正常工作流量大1.05～1.3倍。防喘振自监控的方法有固定极限流量方法和可变极限流量方法。固定极限流量防喘振控制系统就是使压缩机的流量始终保持大于防喘振安全裕度，从而避免进入喘振区域。极限喘振流量是一个变数，它随转速的下降而变小，通过系统中防喘振调节器在压缩机负荷变化通过调速来改变不同转速下的防喘振。如英格索兰空气压缩机C90M*3，该机型为流量11942m3/h，进气压力0.09MPa，排气压力0.9MPa，功率1305kW，防喘振控制系统是通过测量机组出口压力接近喘振点（旁通阀打开点），打开旁通阀来放出部分空气实现。旁通阀设定非常重要，如设定高，压缩机在低负荷下消耗能量大；设定低，压缩机将被允许穿过喘振区发生喘振。如出口压力检测出现故障，导致控制系统接受假信号，造成旁通阀不能开到位、旁通阀不能正常打开，旁通阀设定时间过长，打开过于滞后、入口过滤器脏，造成过滤阻力大，入口流量减小等使旁通阀失控。因此采用可变极限流量法，需要防喘振点（机组排气压力）与旁通阀的打开同步进行。在离心式压缩机入口安装流量、温度监测仪表，出口安装压力监测仪表，该监测系统与报警、调节和停机联锁，一旦进入喘振能自动报警、调节和停机。

　　离心式压缩机与其他类型压缩机比较，具有流量大、连续运转、转速高（一般在5000～20000r/min），连续平稳运行，其高可靠性对压缩机状态监测和参数诊断提出很高的要求。希望广大离心式压缩机的设计者、制造者和使用者掌握其运行原理，合理使用。

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