石油化工离心式压缩机故障诊断系统设计应用研究

石油化工离心式压缩机故障诊断系统设计应用研究

杜庆海

中国石油化工股份有限公司天津分公司 天津市 300270

摘要：随着我国国民经济的不断发展和科学技术的进步，离心式压缩机的使用越来越广泛，离心式压缩机可以在工业生产中提供稳定的气体动力，保证企业的生产安全。维护保养工作是保证离心式压缩机运行效率，减少故障发生率的有效手段。基于此，本篇文章对石油化工离心式压缩机故障诊断系统设计应用进行研究，

关键词：离心式压缩机；

随着当前我国工业不断进步，而离心式压缩机是一种能够有效地提高气压的设备，是工业发展必不可少的设备。当其高效且稳定的运行时，可以保护人们的生命安全。经过长期的探索发现，要想能够有效地提高离心式压缩机的故障率，必须做好压缩机的保养工作。

1离心式压缩机工作原理

离心式压缩机是空气动力学发展的产物，随着机器内部的做功元件的运行对空气产生压力做功，使离心力场中的空气压力增大，将空气通入扩压流通通道内，将空气流动产生的功能转化为静压能，导致空气压力的增加。离心式压缩机的组成主要包括几大部分，分别为润滑油系统、冷却系统、水凝结系统和干气密封系统。离心式压缩机的使用优势非常明显，首先，离心式压缩机可以处理的气体容量较大，离心式压缩机通过压缩空气，使空气在压缩机中进行流动，由于流动的连续性，使得流通截面积较大，加快了叶轮的转动速度，所以气流流动速度很快，处理气量较大，可以对大规模的企业生产需求给与满足。其次，体积小且结构简单。离心式压缩机相对活塞式压缩机来说，具有体积小便于操作的优势，方便工作人员在使用中进行移动，极大的增加了离心式压缩机的用途。结构简单便于维修和保养，当机器运行过程中内部发生部件损毁等问题时，可以及时找出问题所在，进行更换和维修，避免设备损坏带来的负面影响，保证企业生产的正常进行。最后，离心式压缩机可以脱离对润滑油的影响，较为典型的就是磁悬浮离心式空压机，由于其简单独特的构造，可以脱离润滑油运行，保证了空气的纯净，实现了对环境的保护。同时离心式压缩机仍然存在着一定的缺陷，比如离心式压缩机在空气容量较小的作业环境中很难发挥作用，导致离心式压缩机的用途具有一定的局限性。

2离心式压缩机的常见故障

经过实践发现离心式压缩机故障表现为如下几个方面：第一，轴承温度过高，在离心式压缩机中轴承扮演着非常重要的作用，虽然维修人员每次都重点检查轴承的温度，可是由于工况情况比较复杂，可能直接导致轴承温度在极短时间达到极高的温度。经过分析发现轴承温度与流量仪表的数值之间存在一定的关系，因此需要对两者进行分析。第二，机组噪，一般噪声来源于如下几个方面：叶轮、转子不平衡等。第三，离心式压缩机在压力检测过程中的故障，通常情况下，在使用压缩机时，当离心式压缩机运行的数据出现异常时，相应的工作人员必须了解故障的原因。假如出油泵出现故障，那么位于离心式压缩机内的油压将呈现直线下降的趋势，经过分析发现是由于操作时的数值变化引起的。因此维修人员需要认真检查机器运行的情况，从而可以保证设备安全地运行。第四，油压出现突然下降的现象，通常与油泵、油管等润滑系统有关。假如油泵出现故障时，那么相应的油压将会下降，这时需要对油泵进行检查，同时需要对故障的原因进行排查。

3故障诊断系统结构设计

软件设计：以软件驱动硬件实现各功能模块的应用，将故障诊断系统软件分为“组态”、“分析”、“管理”。软件组态功能可以使各种通讯信号进行传输，可以对石油加工公司进行级别管理，最关键的是完成公司的工厂树设置，其中包括机组参数等数据参数设置。软件分析功能可以便于管理人员对各类参数报表进行查阅，主要实现监控功能。该功能主要分为实时测量数据监控、历史数据查询、故障诊断信息查询、机组简图等。软件管理功能可以实现权限设置、用户管理等主要功能，最重要的为码表管理，可以将每个用户赋予专用代码，方便查找和修改。硬件设计：故障诊断系统的各类故障信息采集主要通过传感器完成，传感器选型是关键，本次设计选用的是MD39051A数据采集器，可以实现信号调理、隔离放大等关键功能。硬件的选用原则最主要为能够实现防火、防爆、防水，适用于工业场所。状态监测和故障诊断系统在实施以前,要分析确定离心机组进行工艺流程及轴系监测系统,按照离心压缩机组结构组成、性能参数指标，确定轴系振动监测系统主要指标；再有，研究故障诊断系统图谱，对监测信号形成的频谱进行故障诊断方法的学习，包括启停机特性、振动分析、轴位移分析，通过专家诊断分析机组运行状态和故障判断，为生产运行和停机检修提供强有力的支持。

4离心式压缩机检维修保养策略

4.1加强维护管理，注重日常巡回检查

通常情况下，在对离心式压缩机维护管理的过程中，往往工作人员流于形式。因此需要加强离心式压缩机的日常管理工作如下所示：第一，在日常维护的过程中，应该高度重视离心式压缩机的工作情况。通常情况下，离心式压缩机在出现故障时，往往会表现出一定的前兆，因此维修人员应该加强离心式压缩机的日常维护以及信息登记。通常在离心式压缩机启动之前，维修工作人员需要对压缩机的机油量进行统计，当液位低于标准值时，那么需要及时添加机油，防止因为机油量不够而出现因缺油而导致压缩机磨损。与此同时，维修工作人员还应该做好仪表指数的记录，通过分析仪表指数可以发现，设备存在的一些隐患问题，从而可以防止出现因非机动停车现象。第二，加强日常巡检工作，例如设备维护人员必须加强诊断压缩机运转声音，重点关注是否存在杂音或者噪声，从而能够对设备的运行情况进行判断。

4.2对维修保养技术进行创新，提高故障检测能力

当前年工业生产体系中，已经逐步开始对大数据技术的应用，利用大数据技术提高设备检修保养能力，提高故障检修速度，可以帮助工作人员更好的做好离心式压缩机保养维护工作。首先，维修保养人员要加强互联网技术的学习，通过相关技术对压缩机进行在线诊断，对故障进行准确及时的发现和处理。其次，检修人员要加强对压缩机维修养护知识的学习，加强对故障的管理工作。离心式压缩机在使用过程中经常出现轴承震动过大的故障，检修人员要熟练掌握故障的各种诊断方法。在故障发生，检修人员首先要检查地脚螺丝是否松动，其次对主轴进行检查，确认是否发生弯曲或者轴径间缝隙是否过大。当出现主轴承弯曲现象发生，要进行及时的矫正，如果无法保证矫正效果，

4.3离心式压缩机检维修

机组中修：(1)清洗、检查机组冷却水系统；(2)检查空气入口过滤器；(3)检查冷凝水疏水系统；(4)检查润滑油系统，更换润滑油过滤器滤芯；(5)清洗、检查各级级间冷却器；(6)清洗、检查各级壳体，并更换壳体密封圈；(7)检查压缩机对中情况，齿式联轴器清洗、检查，更换润滑脂；(8)清洗、检查各级扩压器及叶轮；(9)测量、调整各级叶轮与扩压器径向间隙和轴向间隙；(10)测量、调整各级转子推力间隙。计划更换备件：(1)机组各处静密封件；(2)润滑油及油滤芯；(3)级间冷却器气水分离器。机组大修：(1)解体各级转子及轴瓦，并着色检查；(2)测量各级转子前、后轴瓦的径向间隙，并检查轴瓦磨损情况，必要时进行更换；(3)测量各级转子油封与气封的径向间隙，并检查磨损情况，必要时进行更换；(4)测量转子组件轴的各项外形尺寸，叶轮及推力盘的径向跳动，检查转子腐蚀情况，必要时做动平衡修复或更换转子。计划更换备件：(1)机组各处静密封件；(2)润滑油及油滤芯；(3)级间冷却器气水分离器；(4)各级气封、油封，视情况更换径向瓦及推力瓦；(5)各转子视结垢、磨损情况进行更换；对更换下的转子做动平衡测试，合格后作为下次检修备件；(6)更换入口过滤器滤芯。

本文简要阐述了离心压缩机在实际使用过程中出现的问题及处理措施，并结合运行实际制定了与之匹配的检维修策略。在离心压缩机的生产应用中，我们发现除了会发生常见故障外，还会出现各种各样意料之外的状况。因此，将离心压缩机在应用过程中产生的故障进行统计分析，对离心压缩机设备维护、管理具有重要意义。