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離心空壓機廣泛應(yīng)用于眾多的工礦企業(yè)中，是企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，在企業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。離心壓縮機的安全運轉(zhuǎn)能夠促進企業(yè)的安全生產(chǎn)，對企業(yè)的持續(xù)發(fā)展有重要意義。然而，壓縮機的故障問題常常會給企業(yè)帶來嚴重的經(jīng)濟損失，需要我們及時找到故障原因，解除壓縮機的不正常振動現(xiàn)象，保證機器設(shè)備和儀表的工作效率，增強壓縮機的使用壽命，提升設(shè)備的工作質(zhì)量和工作進度，促進企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。
一、離心空壓機常見故障原因分析
離心空壓機的故障現(xiàn)象最常見的是振動和噪音，振動能導(dǎo)致壓縮機機組結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，受到損壞，降低設(shè)備的使用壽命。振動按照機械性質(zhì)可分為強迫振動、自激振動、非定常強迫振動。旋轉(zhuǎn)機械最主要的部件是轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子不平衡或轉(zhuǎn)子缺陷造成的故障占壓縮機故障的70%。
1.轉(zhuǎn)子不平衡
離心空壓機機械轉(zhuǎn)子不平衡的原因有很多方面：設(shè)計時的缺陷、材料質(zhì)量不過關(guān)、葉輪葉片的斷裂以及工藝過程中產(chǎn)生的問題等都會對機械轉(zhuǎn)子的質(zhì)量造成影響，當轉(zhuǎn)子的質(zhì)量中心與旋轉(zhuǎn)中心線之間存在偏差時，就會使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)不平衡。轉(zhuǎn)子不平衡包括兩種：原始不平衡、漸發(fā)性不平衡和突發(fā)性不平衡。原始不平衡是制造、轉(zhuǎn)配、材料原因引起的不平衡，漸發(fā)性和突發(fā)性不平衡都是由于粉塵和異物堆積、沉淀等對轉(zhuǎn)子的腐蝕、附著和卡塞形成的。
2.轉(zhuǎn)子不對中
大型機組中多個轉(zhuǎn)子之間由于機器的安裝誤差、工作產(chǎn)生的熱膨脹、變形、基礎(chǔ)沉降等原因，使各轉(zhuǎn)子軸線之間產(chǎn)生不對中，進而引起轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一系列有害的動態(tài)效應(yīng)。導(dǎo)致機器發(fā)生異常振動，引起嚴重的危害。轉(zhuǎn)子不對中分為軸承不對中和軸系不對中兩種。其中軸系不對中會產(chǎn)生平行不對中、角度不對中和綜合不對中三種情況。
3.轉(zhuǎn)子彎曲
轉(zhuǎn)子彎曲是各橫截面的幾何中心連線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生偏心質(zhì)量，從而產(chǎn)生不平衡振動。當機組停用一段時間后再開機時，會出現(xiàn)振動很大或不能正常開動，可能出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子彎曲。轉(zhuǎn)子彎曲有兩種：永久性彎曲和臨時性彎曲。永久性彎曲是轉(zhuǎn)子發(fā)生弓形彎曲后不能恢復(fù)的彎曲，其產(chǎn)生原因有設(shè)計制造原因，停放時方法處理不當，或遭熱水激冷等造成的。臨時性彎曲是可以恢復(fù)的彎曲，當欲負荷過大，開機運行時暖機不充分，升速過快時會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子變形彎曲。
4.喘振
喘振是離心壓縮機的特有的故障現(xiàn)象。當壓縮機轉(zhuǎn)速下降出口壓力未下降時，或壓縮機在運行過程中負荷降到規(guī)定范圍值之下時，正常的氣體輸送會被破壞，氣流的方向會發(fā)生逆轉(zhuǎn)，壓縮機恢復(fù)原始壓力，產(chǎn)生流通道漩渦，形成喘振。喘振對壓縮機和機組零部件會造成損害，嚴重情況下會引起更大的事故，應(yīng)對壓縮機的各個氣體循環(huán)系統(tǒng)做好控制，抑制這種現(xiàn)象的發(fā)生。
二、離心空壓機故障處理辦法
離心空壓機檢修人員應(yīng)努力學(xué)習(xí)壓縮機維修管理技術(shù)，提高工作效率和技術(shù)水平，保障檢修的精確度和檢修質(zhì)量，有效地解決壓縮機的故障。同時，應(yīng)給每臺壓縮機配置檢測控制系統(tǒng)，及時檢測機組的運行情況和工作狀態(tài)，根據(jù)機組的運行情況進行在線監(jiān)測，提取故障數(shù)據(jù)，分析誤差原因，幫助維修人員矯正誤差，提高機組的工作效率和設(shè)備的檢修質(zhì)量。
1.針對常見故障的日常檢修和維護
①轉(zhuǎn)子不平衡的治理措施
針對初始不平衡，檢查是制造、安裝還是設(shè)計原因，按照技術(shù)要求對轉(zhuǎn)子進行動平衡，重新安裝對位轉(zhuǎn)子上的零部件，消除轉(zhuǎn)子上松動的部件;針對漸變性和突發(fā)性不平衡，日常要做好定期檢修和清理除垢工作，及時更換損壞的轉(zhuǎn)子，清理疏通異物，保證介子的清潔，防止結(jié)垢和腐蝕。操作人員應(yīng)定期采用往進氣口不斷注水的方式清除葉輪和隔板結(jié)疤，壓縮機停止工作時，工作人員可以揭蓋直接處理結(jié)疤，或?qū)⒍趸細怏w加入壓縮機內(nèi)，清除機組里面的沙粒和灰塵，進一步減少離心壓縮機形成結(jié)疤。
②轉(zhuǎn)子不對中的治理措施
針對設(shè)計原因產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子不對中，應(yīng)認真核對圖紙，根據(jù)設(shè)計工藝中的冷態(tài)對中數(shù)據(jù)進行對照核實，并按照要求調(diào)整轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的軸承對中情況。針對安裝問題，進一步檢查機殼保溫狀態(tài)，熱膨脹是否均勻、受限。針對操作運行問題，檢查機組是否超負荷運行，介質(zhì)溫度是否偏離設(shè)計值。調(diào)整機組基礎(chǔ)沉降，檢查是否有滑板腐蝕、機殼變形等狀況發(fā)生。采用先進儀器如激光矯正儀等幫助機組矯正精度，減少誤差現(xiàn)象，提高檢修維護的效率。
③轉(zhuǎn)子彎曲的治理措施
針對永久性彎曲的產(chǎn)生原因，應(yīng)做好對轉(zhuǎn)子的正確保管，按照規(guī)定存放轉(zhuǎn)子防止發(fā)生變形，及時檢修，定期按一定角度盤轉(zhuǎn)，校正轉(zhuǎn)子，按照技術(shù)要求做好動平衡;針對臨時性轉(zhuǎn)子彎曲，可以調(diào)整后重新開機，延長暖機時間，嚴格遵照規(guī)定進行升速，加載。針對轉(zhuǎn)子彎曲的設(shè)計安裝原因應(yīng)提高機組配件質(zhì)量，如離心壓縮機的氣封材料應(yīng)改用四氟材料，防止運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生氧化、腐蝕，引起斷裂或變形，產(chǎn)生振動故障。此外，離心壓縮機的冷卻管應(yīng)采用波紋管換熱器，可以有效地加速進入壓縮機的氣體和液體湍流，減少機組部件的結(jié)痂狀況，提高壓縮機的換熱效果，同時防止壓縮機不能快速降溫，對工作面產(chǎn)生應(yīng)力，使壓縮機能夠減少受到外力的沖擊，機組運行過程中不會產(chǎn)生自我膨脹，引起振動故障。
④喘振的治理措施
針對機組的喘振現(xiàn)象，應(yīng)開大回流閥，保證入口的流量和壓力;其次，調(diào)整機組的轉(zhuǎn)速，嚴格按照操作規(guī)定要求，降速前需提前降壓，升壓前需提前升速，規(guī)范操作;對進出口的過濾器、濾網(wǎng)、流道及時進行清洗，防止堵塞，保證出口暢通，控制出口壓力在設(shè)計范圍內(nèi);調(diào)整出口的冷卻器，使其滿足設(shè)計要求;對問題較大難以控制的，須更改設(shè)計或更換轉(zhuǎn)子。
2.采用控制系統(tǒng)進行機組的維護和保護
①神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷。當空壓機故障和產(chǎn)生原因之間是非線性關(guān)系時，可采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷故障。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以從根本上分析壓縮機的運行狀況、機組的組織變化，從而判斷出其產(chǎn)生故障的原因。
②小波分析故障診斷。小波分析是利用小波變換過程處理離心壓縮機的故障信號，在故障診斷上有明顯優(yōu)勢，具備準確診斷的能力�？梢詫崿F(xiàn)局部診斷、縮小故障識別范圍、提高檢修的準確度。小波分析在獲取壓縮機的潛在故障信息后，會自動調(diào)節(jié)參數(shù)和預(yù)定值相吻合，待自動調(diào)節(jié)結(jié)束后，會逐步降低輸入值，分層次地分解壓縮機的故障信號，進一步準確判定壓縮機故障。
結(jié)語
離心空壓機的故障原因和表現(xiàn)形式具有多樣化和復(fù)雜性，給故障診斷帶來了一定的難度，因此需加強日常維護和管理。采用高科技的診斷技術(shù)能夠幫助我們準確判斷、識別各種異常現(xiàn)象，及時準確地調(diào)整和維護、控制壓縮機的運行狀態(tài)，發(fā)揮出空壓機的工作優(yōu)勢，提高企業(yè)生產(chǎn)效益。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2023-10-30
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