【壓縮機網】離心式壓縮機屬于高參數、高效率、單機容量大和高自動化單機設備。高可靠性是離心式壓縮機一項最基本的要求，從離心式壓縮機的設計、制造到運行和管理的整個過程中，提高每一個組件狀態監測，在日常維護、及時檢修更換到維修過程中都是非常重要的。對設備的狀態科學分析需要有非常翔實的分析依據，因而為離心式壓縮機配備先進的狀態監測及故障診斷系統，監測整個運行狀態變化，對做出提前預判，及時發現故障前兆，確定故障部位和引起故障的原因，迅速處理，減小損失，都是非常有意義的。

　　一、狀態監測技術分類

　　1、機械狀態與故障診斷。離心式壓縮機通常監測的參數有：轉速、振動值、轉子軸位移、軸承油壓、油溫、油系統的油溫、油壓、油質和消耗量等，以及冷卻器、增壓器、聯軸器等有關參數。利用以上監測參數特別是振動參數進行故障診斷，稱為機械診斷技術。

　　2、熱力狀態監測和性能評估分析（熱參數診斷）。需要監測的參數有進排氣壓力、溫度、流量，壓縮機進口的氣體溫度。隨著壓縮機啟動運行，這些熱力參數是一個變化趨勢，需要動態的掌握其運行的軌跡和變化趨勢。通過監測熱力參數和根據經驗確定元件變化參數，再通過一定的計算獲得一些性能參數（功率、效率、喘振邊界等）以及根據運行工況確定防喘振安全裕度，利用這些熱力參數的監測結果包括計算所得性能參數進行性能評估分析稱為熱力參數診斷技術。

　　3、綜合故障診斷技術。對離心式壓縮機來說，狀態監測和故障診斷系統還包括機械和熱力兩個方面。做綜合判斷，監測是實時在線的，故障診斷也應該實時在線。

　　4、故障診斷要求監測儀表是先進的、功能是完善的，診斷方法是有效的。目前有效診斷方法有：直接參數對比法、趨勢分析法、參數分析法和人工AI智能法等。人工AI智能診斷法需要建立專家系統、故障樹、模擬識別、模糊數學以及模糊神經網絡診斷方法等。人工AI智能診斷方法主要還是利用計算機推理能力和系統參數之間因果關系，利用智能學習功能完成故障診斷，辨別其類型，分離出故障部位，對故障的發生及其后果進行預報。同時我們也要考慮離心式壓縮機在工作過程中，狀態變化是復雜的，要完成以上任務大量的試驗結構分析及積累的過程。

　　總之，任何故障診斷方法直接目的都是完成診斷任務，診斷出故障、辨認其類型，分離出故障部位，對故障的發生及其后果進行預報。

　　二、狀態監測與參數診斷技術總任務

　　根據狀態監測參數判斷，確認機器所處狀態是否正常，性能是否出現衰退，如采集的壓力、溫度、流量、轉速等直接參數，再經過人工AI智能化計算得到變化是否屬于正常，預測和預報可能出現的熱力狀態或性能衰退惡化到什么程度，經歷一段運行時間后，所造成的直接損壞和間接損失，以及后果預測。例如：效率下降原因是什么？冷卻水管結垢，那么結垢所處的嚴重程度如何等等。

　　三、熱力狀態監測與熱參數診斷系統的組成

　　通常離心式壓縮機狀態監測與故障診斷系統由數據采集、數據處理和故障診斷系統三部分組成。

　　1、數據采集。它包括各類傳感器（壓力、溫度、流量、轉速、振動、軸位移等）、信號調節器、數據采集系統、數據傳輸和記錄等裝置。數據采集系統將傳感器測量的信號按規定順序和時間間隔采集并傳送給記錄裝置，其中一部分參數可進行簡單處理，當再有故障出現時可將故障顯示或報警。全部記錄的信息將通過專門的數據傳輸裝置和接口輸入到主控制計算單元，調用狀態監測與故障診斷軟件對數據進行處理。

　　2、數據處理。主要包括應用軟件和計算系統，對其進行編輯定義，參考數據和機組狀態操作，數據處理和繪圖選擇等。

　　3、故障診斷。它要求根據圖形挑選出變化異常的測點進一步分析存在的問題，例如（軸不平衡、軸彎曲、部件脫落、松動、摩擦熱彎曲、動靜部件碰撞、軸系不對中、油膜振蕩、旋轉失速、喘振等）進行診斷。

　　從狀態監測和故障診斷系統的組成來看，機械診斷技術和熱參數診斷技術兩者相同，區別在于所側重監測的參數和軟件系統的差別。對綜合診斷技術來說，是全面的，包括了機械和熱參數兩個方面。

　　四、離心壓縮機氣路系統主要包括參數測量、安全裝置等

　　（1）參數測量包含：壓縮機進出口壓力、溫度的測量，壓縮機進口流量測量。

　　（2）安全裝置：開車條件如潤滑油壓力為0.25MPa屬于正常，潤滑油溫度35℃屬于正常，有防喘振閥門；保護裝置：如軸振動監測采用非接觸式測振儀，控制室設有高報警、停機報警等。

　　（3）軸位移監控采用非接觸式軸位移測量儀，在壓縮機的低壓側軸端安裝一只測軸位移探頭，可檢測出軸位移情況，信號經位移變送器引至控制室進行顯示。控制系統設有高報警、停車報警。

　　（4）軸承溫度監控。在壓縮機各軸承上以及變速機軸承上分別裝有鉑熱電阻，用來檢測各軸承溫度，測溫元件檢測出軸承溫度信號引至控制系統進行顯示。控制室設有高報警。

　　（5）潤滑油系統監測。為保證機組潤滑油溫度、壓力及流量滿足運行要求，設置一些必要的測量儀表及控制儀表。測量儀表包括潤滑油液位測量、油溫測量及油壓測量儀表；油箱液位測量對潤滑油箱液位進行現場測量指示；油溫測量，對潤滑油進入冷卻器前、冷卻器后以及機組回油溫度進行現場測量指示。

　　（6）控制儀表和安全儀表監測。主要包括油箱液位報警，油壓調節、油溫報警，過濾器差壓報警，備用潤滑油泵氣動、報警、聯鎖等回路組成。油箱液位低于正常液位時，低報警。油壓報警，油溫報警及監測回路，對潤滑油進行監視并對異常現象報警，測溫元件把信號傳送到控制系統。過濾器壓差報警，監測過濾器工作情況，當過濾器壓差超過正常差壓時，說明過濾器應該清洗了。

　　五、離心式壓縮機喘振監測與控制

　　由于離心式壓縮機轉速高、氣體流量大的特點，在吸入氣體流量減小時，流量降到一定轉速條件下，一定的流量對應一定的出口壓力，并且在一定的轉速下存在一個極限喘振流量。當壓縮機運行中實際流量低于這個喘振流量時壓縮機便不穩定運行，可能發生喘振。喘振會造成壓縮機機械磨損，對壓縮機是有害的，因此防喘振是離心式壓縮機必須考慮的重要問題。

　　防止與消除喘振的方法，其根本措施是設法增加壓縮機入口的氣體流量，給壓縮機設定一個防喘安全裕度，在一定工作轉速下，正常工作流量與該轉速下喘振流量之比值，一般喘振流量應比正常工作流量大1.05～1.3倍。防喘振自監控的方法有固定極限流量方法和可變極限流量方法。固定極限流量防喘振控制系統就是使壓縮機的流量始終保持大于防喘振安全裕度，從而避免進入喘振區域。極限喘振流量是一個變數，它隨轉速的下降而變小，通過系統中防喘振調節器在壓縮機負荷變化通過調速來改變不同轉速下的防喘振。如英格索蘭空氣壓縮機C90M*3，該機型為流量11942m3/h，進氣壓力0.09MPa，排氣壓力0.9MPa，功率1305kW，防喘振控制系統是通過測量機組出口壓力接近喘振點（旁通閥打開點），打開旁通閥來放出部分空氣實現。旁通閥設定非常重要，如設定高，壓縮機在低負荷下消耗能量大；設定低，壓縮機將被允許穿過喘振區發生喘振。如出口壓力檢測出現故障，導致控制系統接受假信號，造成旁通閥不能開到位、旁通閥不能正常打開，旁通閥設定時間過長，打開過于滯后、入口過濾器臟，造成過濾阻力大，入口流量減小等使旁通閥失控。因此采用可變極限流量法，需要防喘振點（機組排氣壓力）與旁通閥的打開同步進行。在離心式壓縮機入口安裝流量、溫度監測儀表，出口安裝壓力監測儀表，該監測系統與報警、調節和停機聯鎖，一旦進入喘振能自動報警、調節和停機。

　　離心式壓縮機與其他類型壓縮機比較，具有流量大、連續運轉、轉速高（一般在5000～20000r/min），連續平穩運行，其高可靠性對壓縮機狀態監測和參數診斷提出很高的要求。希望廣大離心式壓縮機的設計者、制造者和使用者掌握其運行原理，合理使用。