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離心空壓機廣泛應用于眾多的工礦企業(yè)中，是企業(yè)的關(guān)鍵設備，在企業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。離心壓縮機的安全運轉能夠促進(jìn)企業(yè)的安全生產(chǎn)，對企業(yè)的持續發(fā)展有重要意義。然而，壓縮機的故障問(wèn)題常常會(huì )給企業(yè)帶來(lái)嚴重的經(jīng)濟損失，需要我們及時(shí)找到故障原因，解除壓縮機的不正常振動(dòng)現象，保證機器設備和儀表的工作效率，增強壓縮機的使用壽命，提升設備的工作質(zhì)量和工作進(jìn)度，促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。
一、離心空壓機常見(jiàn)故障原因分析
離心空壓機的故障現象最常見(jiàn)的是振動(dòng)和噪音，振動(dòng)能導致壓縮機機組結構不穩定，受到損壞，降低設備的使用壽命。振動(dòng)按照機械性質(zhì)可分為強迫振動(dòng)、自激振動(dòng)、非定常強迫振動(dòng)。旋轉機械最主要的部件是轉子，轉子不平衡或轉子缺陷造成的故障占壓縮機故障的70%。
1.轉子不平衡
離心空壓機機械轉子不平衡的原因有很多方面：設計時(shí)的缺陷、材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、葉輪葉片的斷裂以及工藝過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題等都會(huì )對機械轉子的質(zhì)量造成影響，當轉子的質(zhì)量中心與旋轉中心線(xiàn)之間存在偏差時(shí)，就會(huì )使轉子出現不平衡。轉子不平衡包括兩種：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、沉淀等對轉子的腐蝕、附著(zhù)和卡塞形成的。
2.轉子不對中
大型機組中多個(gè)轉子之間由于機器的安裝誤差、工作產(chǎn)生的熱膨脹、變形、基礎沉降等原因，使各轉子軸線(xiàn)之間產(chǎn)生不對中，進(jìn)而引起轉子系統一系列有害的動(dòng)態(tài)效應。導致機器發(fā)生異常振動(dòng)，引起嚴重的危害。轉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(huì )產(chǎn)生平行不對中、角度不對中和綜合不對中三種情況。
3.轉子彎曲
轉子彎曲是各橫截面的幾何中心連線(xiàn)與旋轉軸線(xiàn)不重合，使轉子產(chǎn)生偏心質(zhì)量，從而產(chǎn)生不平衡振動(dòng)。當機組停用一段時(shí)間后再開(kāi)機時(shí)，會(huì )出現振動(dòng)很大或不能正常開(kāi)動(dòng)，可能出現了轉子彎曲。轉子彎曲有兩種：永久性彎曲和臨時(shí)性彎曲。永久性彎曲是轉子發(fā)生弓形彎曲后不能恢復的彎曲，其產(chǎn)生原因有設計制造原因，停放時(shí)方法處理不當，或遭熱水激冷等造成的。臨時(shí)性彎曲是可以恢復的彎曲，當欲負荷過(guò)大，開(kāi)機運行時(shí)暖機不充分，升速過(guò)快時(shí)會(huì )導致轉子變形彎曲。
4.喘振
喘振是離心壓縮機的特有的故障現象。當壓縮機轉速下降出口壓力未下降時(shí)，或壓縮機在運行過(guò)程中負荷降到規定范圍值之下時(shí)，正常的氣體輸送會(huì )被破壞，氣流的方向會(huì )發(fā)生逆轉，壓縮機恢復原始壓力，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(huì )造成損害，嚴重情況下會(huì )引起更大的事故，應對壓縮機的各個(gè)氣體循環(huán)系統做好控制，抑制這種現象的發(fā)生。
二、離心空壓機故障處理辦法
離心空壓機檢修人員應努力學(xué)習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(shí)，應給每臺壓縮機配置檢測控制系統，及時(shí)檢測機組的運行情況和工作狀態(tài)，根據機組的運行情況進(jìn)行在線(xiàn)監測，提取故障數據，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備的檢修質(zhì)量。
1.針對常見(jiàn)故障的日常檢修和維護
①轉子不平衡的治理措施
針對初始不平衡，檢查是制造、安裝還是設計原因，按照技術(shù)要求對轉子進(jìn)行動(dòng)平衡，重新安裝對位轉子上的零部件，消除轉子上松動(dòng)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(shí)更換損壞的轉子，清理疏通異物，保證介子的清潔，防止結垢和腐蝕。操作人員應定期采用往進(jìn)氣口不斷注水的方式清除葉輪和隔板結疤，壓縮機停止工作時(shí)，工作人員可以揭蓋直接處理結疤，或將二氧化碳氣體加入壓縮機內，清除機組里面的沙粒和灰塵，進(jìn)一步減少離心壓縮機形成結疤。
②轉子不對中的治理措施
針對設計原因產(chǎn)生的轉子不對中，應認真核對圖紙，根據設計工藝中的冷態(tài)對中數據進(jìn)行對照核實(shí)，并按照要求調整轉子系統中的軸承對中情況。針對安裝問(wèn)題，進(jìn)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(wèn)題，檢查機組是否超負荷運行，介質(zhì)溫度是否偏離設計值。調整機組基礎沉降，檢查是否有滑板腐蝕、機殼變形等狀況發(fā)生。采用先進(jìn)儀器如激光矯正儀等幫助機組矯正精度，減少誤差現象，提高檢修維護的效率。
③轉子彎曲的治理措施
針對永久性彎曲的產(chǎn)生原因，應做好對轉子的正確保管，按照規定存放轉子防止發(fā)生變形，及時(shí)檢修，定期按一定角度盤(pán)轉，校正轉子，按照技術(shù)要求做好動(dòng)平衡;針對臨時(shí)性轉子彎曲，可以調整后重新開(kāi)機，延長(cháng)暖機時(shí)間，嚴格遵照規定進(jìn)行升速，加載。針對轉子彎曲的設計安裝原因應提高機組配件質(zhì)量，如離心壓縮機的氣封材料應改用四氟材料，防止運轉過(guò)程中發(fā)生氧化、腐蝕，引起斷裂或變形，產(chǎn)生振動(dòng)故障。此外，離心壓縮機的冷卻管應采用波紋管換熱器，可以有效地加速進(jìn)入壓縮機的氣體和液體湍流，減少機組部件的結痂狀況，提高壓縮機的換熱效果，同時(shí)防止壓縮機不能快速降溫，對工作面產(chǎn)生應力，使壓縮機能夠減少受到外力的沖擊，機組運行過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生自我膨脹，引起振動(dòng)故障。
④喘振的治理措施
針對機組的喘振現象，應開(kāi)大回流閥，保證入口的流量和壓力;其次，調整機組的轉速，嚴格按照操作規定要求，降速前需提前降壓，升壓前需提前升速，規范操作;對進(jìn)出口的過(guò)濾器、濾網(wǎng)、流道及時(shí)進(jìn)行清洗，防止堵塞，保證出口暢通，控制出口壓力在設計范圍內;調整出口的冷卻器，使其滿(mǎn)足設計要求;對問(wèn)題較大難以控制的，須更改設計或更換轉子。
2.采用控制系統進(jìn)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(xiàn)性關(guān)系時(shí)，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(guò)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�(shí)現局部診斷、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(huì )自動(dòng)調節參數和預定值相吻合，待自動(dòng)調節結束后，會(huì )逐步降低輸入值，分層次地分解壓縮機的故障信號，進(jìn)一步準確判定壓縮機故障。
結語(yǔ)
離心空壓機的故障原因和表現形式具有多樣化和復雜性，給故障診斷帶來(lái)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�，F象，及時(shí)準確地調整和維護、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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