离心压缩机的常见故障与改进研究

孟越 陈胜伟 蒋传杰 朱丽庆 杨溢

（1.沈阳鼓风机集团股份有限公司透平工艺部 辽宁 沈阳 110869；2.沈阳鼓风机集团股份有限公司透平设计院 辽宁 沈阳 110869）

众所周知，离心压缩机是制造业企业非常关键的机器设备。假如离心压缩机因故障停机，会危害全部公司的生产制造乃至停工，将给公司造成较大的财产损失，所以，任何生产制造企业都更为关心离心压缩机。离心压缩机的自动控制系统对离心压缩机的常见故障开展预警信息和正确诊断，所以，公司对离心压缩机自动控制系统的使用性能和质量提出了很高的要求。

1 离心压缩机的作用

电动机或平整机给予离心压缩机工作的运行以驱动力，选用多机并接缩小，全部制冷压缩机运行速度更快、速率范畴宽。因为它是多个模块，各个转动轴的速率不同。所以，在数据信号收集层面，自动控制系统收集的数据信息应可以融入大范围的速率，并能精确搜集不同速率下的数据信号，只有这样，故障的预估和研究才可以更为精确。离心压缩机的主要控制包含温度、油压、瓦温等信号控制［1］，无论哪个数据信号超出要求的范畴，都会终止，所以要求系统具备很强的抗干扰性，并及时持续工作，反映出的结果依然真实可靠。控制板可依据总流量和压力随时转变，完成恒压调整和震动控制，完成手动式、全自动转换和警报作用。为了确保全部离心压缩机的稳定性，需要可以清除错误的动作，并具备监测系统自身故障的作用。

2 离心压缩机的常见故障

2.1 分析离心压缩机故障现象

离心压缩机的运行动力主要来源于电动机或平板电脑，根据多机并接缩小，进而运行离心压缩机，完成气体压缩。在运转环节中，离心压缩机根据控制油温、油压、瓦温等数据信号，使其处在正常工作指标值。通常情况下，假如某一数据信号超出工作参数，则会出现异常问题。故障具体表现多种形式：打开后没法载入，制冷压缩机工作异常；在离心压缩机的常规运作中，制冷压缩机发生颤振状况，强烈振动严重毁坏制冷压缩机各构件［2］。除此之外，在离心压缩机的运作中，进过滤器发生了出现异常的脏状况。根据对这种故障状况的研究和汇总，可以归纳出离心压缩机常见故障的因素如下。

2.2 研究离心压缩机故障种类

2.2.1 离心压缩机发电机组运作环节中出现异常震动导致的故障

首先，离心压缩机组件中具有的电机转子不平衡问题。在离心压缩机的安装和生产过程中，必须从数个视角对原材料和生产加工技术性开展解析和设计，以防造成离心压缩机各组件的质量分布。例如，离心压缩机的原材料损坏比较严重，会造成生产过程中电机转子元器件的形变或产品质量问题，造成离心压缩机发电机组在正常运作中发现异常振动。

其次，离心压缩机浮油震荡故障。浮油是离心压缩机在快速滚动下滚动轴承造成的一种故障种类。它是浮油力造成的自激振荡振动效应，造成离心压缩机电机转子滚动轴承构件显著毁坏。

最后，电机转子与其密封性间的摩擦故障［3］。电机转子与其密封性中间的过多摩擦会严重影响离心压缩机的运作，造成离心压缩机的震动。摩擦故障有两个原因：一是气封与电机转子间大倾斜度摩擦导致的元器件损坏；二是气封与电机转子之间部分冲击性导致的元器件损坏故障。

2.2.2 离心压缩机辅助系统故障研究

离心压缩机辅助系统异常主要就是指离心压缩机运作中各组件的故障。离心压缩机辅助系统异常类型主要包含以下几个。一是离心压缩机传动齿轮增速器故障。离心压缩机在长期性运用中，受高速运转运作的影响，造成制冷压缩机传动齿轮破裂或浸蚀。二是离心压缩机滚动轴承温度过高。在离心压缩机的常规应用中，体温计安装不善或制冷压缩机里面的热电阻设备毁坏，造成滚动轴承温度上升故障，危害离心压缩机的常规运作。三是离心压缩机密封性系统异常。离心压缩机密封性系统和密封圈是确保空压机正常运转的关键，但受振动分析等要素的影响，非常容易造成油压小于标准值，造成密闭性降低。

3 离心压缩机故障诊断技术

3.1 基于神经网络的离心压缩机故障诊断技术

在离心压缩机部分内部元器件的故障检测中，直接拆装制冷压缩机注意故障检测是否现实。现阶段，离心压缩机的故障检测可以根据离心压缩机故障与原因间的最优控制关联，并根据神经网络的确诊方式来完成。现阶段，在SOM 神经网络的帮助下，可以同时组成分析和竞争力的诊断仪。当离心压缩机运作故障时，故障会干涉SOM神经元网络，影响原设定的参数，造成参数显著出现异常。SOM神经网络可以反方向分辨造成参数转变的故障，并合理定位故障类别。

3.2 根据视频分析离心压缩机故障检测技术

视频分析是离心压缩机故障检测的另一项关键故障检测技术。现阶段，小波信号分析的故障检测主要是根据被确诊目标的数学分析模型来明确离心压缩机的常见故障点。普遍的小波变换故障检测方式有以下几种。

（1）选用小波分析检测数据信号突变的确诊方式。小波分析技术主要是根据多尺度研究获取数据信号的奇怪点，完成噪音和数据信号边沿的检测。在离心压缩机的机械振动故障中，相对应的观察数据信号会产生奇怪的转变［4］，这时，可直接应用小波分析来检验观察数据信号的奇怪点，进而明确体系的故障点。

（2）观察数据信号频率构造变动的故障检测方式。视频分析技术中的多屏幕分辨率研究可以描述数据信号的频带时间转变，合理观察和搜集数据信号在某一时刻的次数遍布和频率遍布特点。当离心压缩机出现异常时，观察到的数据信号的频率结构类型会略有不同。所以，依据对应的故障测试优化算法，可以得到数据信号的奇异值特点引流矩阵，完成离心压缩机的多故障检测。

（3）根据系统冲激响应函数公式的小波分析的故障诊断方式。离心压缩机的系统异常会造成体系结构与传输函数公式的转变，所以，其对应的脉冲响应函数必定会产生变化，这类转变可以根据小波分析指数反应产生。在小波分析技术性中，有一个小波分析系统，它有一个比较大的模具，可以鉴别离心压缩机数据信号点均值的变化规律，进而分辨小波变换形变是否产生故障。

（4）运用小波分析特点的确诊方式［5］。小波分析实质上是一种滤波器，可完成离心压缩机数据信号的过滤，开展除噪解决，直接获得系统导出的数据信号，从导出数据信号中发现故障。

4 分析离心压缩机故障现象

离心压缩机运行后不能载入，这里我们说的不载入，是离心压缩机工作全过程，设备机床主轴离心叶轮因为高速运转，造成很多气体，假如气体速度快于排气管速率，机器设备内部的压力会慢慢上升，阀门会开启，尽管制冷压缩机显示载入，但事实上制冷压缩机没有工作。导致这种情况的因素是没有在缩小机上安装控制运行速率的控制板，使空压机的运行速率过快，负载过大，制冷压缩机不能正常工作。

在离心压缩机系统故障中，颤振是制冷压缩机的一种独特状况。所谓颤振状况，就是指在制冷压缩机运作环节中，假如负载小于要求范畴值，便会毁坏正常的气体运输，使制冷压缩机气体不规律排出，制冷压缩机振动强烈。在这个情况下工作是十分危险的，它还会继续毁坏制冷压缩机的其他构件。在严重的情形下，会产生一些困难的安全事故，导致不能补救的损害。离心压缩机喘振的首要因素是操纵每一个气体的循环［6］。

离心压缩机进过滤器阻塞，排气管温度高。在离心压缩机运作环节中，冷却循环水压过低，造成排气管温度高。导致这种情况的最重要原因是进过滤器脏，需要终止清理。假如油压过低，快速离心压缩机会毁坏；假如制冷压缩机的密封性油压不符合规定，则可能造成气缸气体气堵和油运作；假如控制油压较低，发电机组可能跳出，油压过低的因素是保护设备系统故障。

5 离心压缩机故障的改进研究

在分辨和明确离心压缩机的系统故障类别和常见故障点后，必须及时开展离心压缩机的故障问题处理。同时，还必须制定一系列健全的离心压缩机工作规范，合理地预防一些常见故障问题。

5.1 离心压缩机系统故障处理技术

5.1.1 振动故障的处置方式

第一，针对离心压缩机运作中产生的出现异常振动故障，必须对症治疗，采用有目的性的方法开展有效的控制。例如，离心压缩机在临界点转速比中发生振动比较大的故障，可以利用调节临界值转速比合理处理震动过大的问题。

第二，针对浮油振动故障，离心压缩机体系结构的参数可以设定，如调节电流量釉颈和电流釉瓦的轴力值，降低滚动轴承相对高度运作导致的振动问题。

第三，针对踢振常见故障的处理，离心压缩机必须设定在颤振工作参数内。与此同时，根据设计方案颤振维护系统软件，操纵离心压缩机无颤振。

5.1.2 辅助系统的故障问题解决方式

查验离心压缩机的构件。在离心压缩机的应用中，假如机床主轴、离心叶轮等构件毁坏或松动，辅助系统便会产生多种故障，这就规定对离心压缩机的各种各样构件开展定期维护。

5.2 优化升级离心压缩机系统

5.2.1 定期对离心压缩机进行设备维护。

在目前，离心压缩机的振动常见故障可能是因为制冷压缩机内部构件老化，所以要按时清理机械零部件，并开展内部构件的洁净和拆换。例如，离心压缩机挡板和离心叶轮中间有疤痕，必须立即清除疤痕。

5.2.2 必须做好工业设备的日常维护工作

离心压缩机的一些常见问题是可掩藏的，通常遭受某些小问题的影响，随后产生更多方面的故障问题。现阶段的日常维护工作精密度不足、专业能力不高，这一规定可以进一步提高日常设备维护管理的实效性。一方面，必须应用现代机器设备，开展离心压缩机内部系统元器件的故障调研，如应用激光器校准仪器设备等机器设备，以降低维护偏差。另一方面，还要提升离心压缩机维护员工的专业水准，以保证其可以选用高效率的维护方式，提升维护工作的品质。除此之外，还必须创建技术专业的维护精英团队，完成对离心压缩机故障的及时调研和故障维护把控。在建立检修团队的历程中，必须留意的是，维修人员具备较高的专业水准，可以精确运用神经网络技术性或小波分析研究技术性确诊离心压缩机故障，并规定维修人员具备较好的职业道德规范，可以及时处理问题，合理地防止和控制问题。

5.2.3 优化和提高离心压缩机组件的质量和技术

当今，离心压缩机系统内部构件的品质和工艺问题将影响离心压缩机的常规运作秩序，这就需要提升和更新离心压缩机的安装和生产制造，如挑选高品质的原材料拼装离心压缩机。在密封性系统和密封圈的制定中，新的高分子材料可以用于替代传统的铝原材料。

5.3 控制发电机组转速

当离心压缩机的标准气压发电机组正常生产制造时，其转速由DSC上的压力控制器控制，以调整转速比，将控制设备的转速在要求标准内。无论发电机组是运行或是关掉，在此全过程中，速率控制可以切换开关开展手动式或自动调节，同时控制和控制设备的转速比。

5.4 喘振自动控制系统

喘振自动控制系统的生产流程通常包含暖空气、强冷空气循环系统和强冷空气旁通阀循环系统。这里的热力循环全过程就是指当制冷压缩机的操作点达到设定值时，为了避免制冷压缩机的实际操作点贴近或达到喘振点，制冷压缩机出入口的气体从制冷压缩机出入口逆止阀的上下游循环系统到制冷压缩机的通道，即根据提升制冷压缩机的总流量来防止颤振状况。强冷空气循环系统过程与暖空气循环系统过程类似，当制冷压缩机的操作点做到设定值时，制冷压缩机出入口气体根据喘振控制板循环系统到空压机通道，提升制冷压缩机总流量，避免颤振状况。热旁路电路就是指全部自动控制系统考虑到热力循环和冷循环系统，全部自动控制系统以热循环为关键方式，冷循环系统以调整方式存在，由于这不但照顾了热循环，并且融合了冷循环系统自动控制系统的缺陷，进而摆脱了过去单一化循环系统自动控制系统的缺陷。

6 未来离心压缩机自动控制系统的发展

从近些年离心压缩机的运用状况可以看出，发电机组的效果和可靠性不断提升，要加强离心压缩机自动控制系统的水准，逐步推进智能化系统。其中，速率控制和防震控制系统愈来愈完善，确保了自动控制系统的整体水准愈来愈高，但发电机组防震系统并未彻底完成全自动化技术。为了更好地完成全自动化技术，还需要更好的模拟控制软硬件。

7 结语

总而言之，伴随着社会现代化的进一步加快，离心压缩机具备自身的构造优势和成本效益，市场使用率愈来愈高。为了更好地合理确保离心压缩机的常规运作，需要能够开展离心压缩机运作质量管理，合理防止普遍的振动故障、辅助系统异常等问题。同时，针对一些必然的常见故障问题，需要选用高效率的故障检测技术，以提升故障检测的效率。除此之外，还需要制定有目的性的改善对策，开展离心压缩机机器设备清理、离心压缩机构件原材料拆换等。