空分压缩机组的故障诊断及处理

王光明+范美丹

摘 要：以先对 DHP56-1型号机组进行了简要说明，主要从故障发生的现象、问题方面指出故障是停机，诱因为振动增高超出指标范围、根本原因在于水温升高；然后根据状态监测系统采集的数据分析了其中的具体导致因素，并以此为基础提出了针对不同导致因素的处理措施。

关键词：空分压缩机组；故障；诊断；处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.203

以某公司应用的DHP56-1型离心式空分压缩机组为例，在其实践应用中的常见故障为停机。其原因是水温过高导致滑油温度随之升高产生的连锁反应，可以通过水温-滑油温度-振动动-停机的故障发生反应链条进行描述。该型号机组的参数较多，如不同级别的气压力、水压力、油压力等，而且表现在电压、额定功率、重量、转速、轴功率、工業风压力多个对应要素之内（从发生故障的停机值方面看表现在20u向60u的极速上升）。

1 故障发生的现象与问题

从现象方面观察，该公司的1#机组先是在供水系统风机方面发生运行停止现象；测量其机组滑油供水温度发现，温度升高了3℃（原来温度为20℃）；而车间机组润滑油温度相应的也有所上升，具体测量值为34℃（原来温度为32℃），即升高了2℃。对这些数据进行分析发现机组上水温度未超出指标范围，润滑油温度也是如此。然而，轴向振动却发生警报，其增高值已经超出指标范围。问题集中体现在该故障现象属于二次发生现象，由于先前油温、振动之间的关系出现过同增、同降的情况；因此，在第一次故障现象发生到第二次故障发生现象之间该公司曾应用了状态监测分析系统实施了针对振动数据的分析。

2 原因分析

从数据方面分析，初始运行的一级转速、二级转速、电机运行转速分别是1260r/min、14227r/min、1487 r/min；可以看出在转速相对宽泛的情况下，机组转子方面的动平衡控制相对困难，因而运行中会发生齿轮磨损；在发现这些问题后，机组维修人员进行了更换、校正，第一次振动现象发生后的处理起到了效果，但油温、振动同增、同降的变化已经相对明显。由第一次到第二次振动现象发生这段时间内的数据分析中的故障频谱图不能显示出削波情况，因此可以排除齿轮磨损问题；而低频可以排除偏心、误差等问题。可见性的一倍频振动情况表明存在显著升高，如主频达到了207.38Hz；此时可以计算出机组转速是12440rpm（主频率*60），按照旋转圈数与时间之间的对应关系可以得到在5圈旋转情况下需要的时间是1/207.38，即约为0.005s。因此根据其中的连锁关系链条分析原因来自多个方面，需要进行综合性分析。比如，在转子方面，可能存在动不平衡、变形；再如，可能存在连锁反应下的箱体与基础变形；也有可能是临界转速、悬臂临界、间隙等所造成。

从机组的环境、转速、支撑形式方面观察，振动状态能够随着滑油温度的降低而达到原来的状态，这种可恢复性可以排除滑油造成的原因。因此，问题集中在转子方面，由于转子本身的动不平衡因素必然存在，因而可排除动平衡因素。所以其中主要体现在飞出的碎屑，以及与其关联的可发生连锁反应的轴承损坏、偏心，以及临界转速方面的变化，尤其是结构共振比较明显，可以推测其发生原因是固定螺栓紧固程度偏低，经检查属实。另一方面，转子发生变形的原因是温度过高，因而在这种前提之下直接原因即是油温传导出的热量未能得到及时排出，可以确定散热环境较差；同时在这种环境下转子发生弯曲变形时，也会造成一系列的影响，如箱体变形、齿轮间隙发生变化，以及在膨胀量变化时造成的差异引发对中偏差，引起振动方面的二倍频振动大于一倍频振动现象。根据周期振动波的数据分析，能够看出波形在枞树形之下直接由齿轮局部磨损引起。另外，周期振动的不稳定性数据也说明油温变化过程中机组油粘下降使油膜形成较差，直接对楔形结构产生了破坏，因而垂直方向的振动相对显著，主要就是由承受机组载荷能力弱化所引起。

3 处理对策

从上面的原因分析可以认识到处理时需要采用综合措施。具体处理中应该在循环水的散热效果方面应用风机达到提升目的，令其中的冷却效率得到提高；同样条件下需要通过温差的设置，尽可能保障冷却机组滑油水温度的低值，以此提高换热器冷却效率。两种措施能够为轴承处的散热设置较好的环境，为其安全运行保驾护航。在解决磨损后的飞屑问题时，应该增加在线过滤、反冲洗方法，使润滑油效果、冷却效果切实起到作用。同时应该考虑到振动的另一个螺栓固定性差的问题，重新进行拧紧处理，降低振动发生率。重点是将状态监测系统直接设置到机组之中，使其进行实时监控，并定期、定时对其中的数据进行统计分析，确保机组运行安全。从结果观察在应用诸多对应措施之后，机组振动可以下降到30u，对比安全运行指标发现在安全运行范围之内。因此实证了针对空分压缩机组停机故障的处理比较有效，但仍需进一步增加数据方面的分析研究，形成比较细致的数据-问题对接，提高故障诊断效率。

4 结束语

该公司的DHP56-1型离心式空分压缩机组常见故障主要集中在机组停机方面。建议在以上对此类故障诊断方法与处理经验总结的基础上制定出针对该故障的诊断流程，并通过流程化的转用形成具体的评估指标，建立一个围绕空分压缩机组的运行安全评估体系，提高维护保养水平，降低此类故障发生，以达到设备应用效率的提升。

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