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气流脉动引起往复压缩机管道系统振动的分析

气流脉动引起往复压缩机管道系统振动的分析
气流脉动引起往复压缩机管道系统振动的分析

气流脉动引起往复压缩机管道系统振动的分析摘要:管道及其支架和与之相连接的各种设备或装置构成一个复杂的机械系统,该系统产生的振动是由多种原因引起的,其中最主要原因之一是由于气流脉动引起,气流脉动激发管路作机械振动。

关键词:气流脉动压缩机振动

气流在管路中流动如没有压力和速度的波动,则气流对管路只有静力作用而无动力作用,也就不会引起振动。由于活塞式压缩机,吸、排气过程是间歇性的。使气流的压力和速度呈周期性的变化,导致管内气体呈脉动状态,致使管内气体参数不仅随位置变化,而且随时间作周期性变化,如压力、速度、密度等,这就产生了气流脉动。若将气体在管道内的流动视为一元流动,则气体各参数除和时间有关外,还与气体在管道中所处的位置有关,因此这种流动属于非定常流动。所谓气流脉动指像上述所述不仅随位置变化,而且随时间变化的现象称为气流脉动。气流压力的脉动和速度的脉动统称为气流脉动。实际上,由于气流脉动而引起施加在管道上的干扰力(如气流通过弯管或通流截面变化处),也确是压力脉动和速度脉动的共同结果.但是,在压缩机管道中,这种干扰力属于因速度脉动引起的还不到10%,因此主要是压力脉动所引起。这种脉动使得气流对管路产生激振力。在弯头、异径管、阀门和盲板等处其冲击作用尤为明显。

1 气流的压力脉动

离心压缩机噪音和震动

百度文库- 让每个人平等地提升自我! 1 离心式制冷压缩机的振动和噪声 离心式制冷压缩机的振动和噪声 一、振动 高速旋转的叶轮受旋转的离心力及气体轴向力的合力作用。在正常运转时,作用于叶轮上各种力处于平衡状态,若机组出现较大的振动,则破坏这种平衡。大的振动可使转子与固定元件之间相互接触。摩擦、挤压、冲撞而酿成大的事故,应予以注意; 1.1、振动损坏机组的现象 1.1.1、转子在轴承间振动,当振幅的大小通过了规定允许的数值时将出现较大的噪声。 1.1.2、转子轴向窜动,使推力块上的巴氏合金磨损、烧熔、拉痕等。在机内会发生尖厉的金属撞击声。轴承部位振动加剧,甚至达到振幅最高时的极限值。轴承温度急剧升高。 1.1.3、铝叶轮与铁机壳表面接触后会发生磨损、挤烂、开裂、破碎。叶轮内孔与油连接的平键、螺钉等变形、扭弯、断裂。机内气封、油封等磨损、挤烂。 1.1.4、大小齿轮的啥合面磨损、齿联、挤烂。径向轴承巴氏合金内孔拉痕、磨损、烧熔。箱体连接部分松动等。 1.2、产生振动的原因 1.2.1、转子的动不平衡 任何一个振动系统的物体,都具有本身的振动频率,称为该物体的固有频率。对设计好的压缩机转子也有确定的固有频率。当离心式压缩机旋转时,转子总会受到一些干扰力的作用,如转子本身重量、材质的不均匀,加工过程中的偏差等,使转子质量产生偏心,并使转子在运转过程中产生动不平衡。当干扰力的频率(即转子旋转的频率)与振动系统的固有频率相等时,出现共振现象。 1.2.2积垢或变形 在停车或运行中由于制冷剂中含有空气或水分形成化合物而积垢在叶轮表面(有的积垢达3mm以上);或者由于主轴刚度不够产生弯曲或扭曲变形、螺钉松动、齿轮破坏等原因引起较大的振动。或者推力块的磨损过大。改变了推力轴承间隙使主轴窜动,造成转子与蜗室相撞等也是造成转子振动的原因。 1.2.3安装质量不良 如离心式压缩机与电动机连接时轴承孔不同心;径向滑动轴承间隙过大或轴承盖的过盈过小;梳齿密封或油封齿与转子的径向间隙过小,甚至小于主轴的挠度值,造成转子与齿尖的碰撞;在安装进、出气管时,考虑的热膨胀间隙不够而引起附加的扭曲变形,破坏了转子旋转时与固定元件的同心;机组的基础浇灌不好以致下沉或机组防振措施失效等。这些均会引起机组较大的振动。 1.2.4油膜不稳定 油温过高或过低,或者油中溶入大量制冷刺时,形不成油膜或油膜不稳定,亦使转子振动。。 1.2.5喘振 离心式压缩机发生喘振的原因是:进口压力或流量突然(瞬间)降低,低过最低允许工况点时,压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离,形成突变失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差),这时叶轮不能有效提高气体的压力,导致机出口压力降低.但是系统管网的压力没有瞬间相应地降下来,从而发生气体从系统管网向压缩机倒流,当系统管网压力降至低于机出口压力时,气体又向系统管网流动.如此反复,使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象.

压缩机振动位移安装注意事项

压缩机振动位移安装注意事项 许居贵 一、压缩机测量仪表 1.振幅 也就是振动的幅值。振幅是描述振动大小的一个重要参数。 运行正常的设备,其振动幅值通常稳定在一个允许的范围内, 如果振幅提高变化,便意味着设备的状态有了改变。因此可 以用来判断设备的运行状态。 2.转速 压缩机的转速变化与设备的运行状态有着非常密切的关系, 它不仅表明了设备的负荷,而且当设备发生故障时,通常转 速也会有相应的变化。例如当离心式压缩机组发生喘振时, 转速会有大幅度的波动:当转子与静止件发生碰磨时,转速 也会表现得不稳定。因此,转速通常是设备状态监测与故障 诊断中比较重要的参数。 3.轴位移 轴向位置是止推盘和止推轴承之间的相对位置。因为转子系 统动静件之间的轴向摩擦是压缩机常见的故障之一,同时也 是最严重的故障之一,所以轴位移也是最重要的参量之一。

对轴位移的监测是为了防止转子系统动静件之间摩擦故障的 发生。除些之外,当机器的负荷或机器的状态发生变化时, 例如压缩机组喘振时,轴向位置会发生变化。因此轴向位置 的监测可以为判断设备的负荷状态的冲击状态提供必要的信 息。 二、振动、位移测量 在对转轴振动、位移测量仪器中,电涡流传感器使用最广泛。世界上第一支电涡流传感器是由美国Doald E.Bently于1954年研究并应用于工业生产的。 1、工作原理 电涡流传感器的工作原理是电涡流效应。当接通传感器系统电源时,在前置器内会产生一个高频电流信号,该信号通过电缆送到探头的头部,在头部周围产生的交变磁场H1。如果在磁场H1的范围内没有金属导体材料靠近,则发射到这一范围内的能量全部被释放;反之,如果有金属导体材料靠近探头头部,则交变磁场H1将在导体表面产生电涡流场,该电涡流场也会产生一个方向与H1相反的交变磁场H2.由于H2的反作用,就会改变探头头部线圈高频电流的幅度和相位,即改变了线圈的有效阻抗。 H1

螺杆压缩机之振动分析

螺杆压缩机的工作原理 1.什么叫螺杆空压机: 螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。 螺杆压缩机的基本结构: 在压缩机的机体中,平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子,通常把节圆外具有凸齿的转子,称为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子,称为阴转子或阴转子,一般阳转子与原动机连接,由阳转子带动阴转子转动转子上的最后一对轴承实现轴向定位,并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位,并承受压缩机中的径向力。在压缩机机体的两端,分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用,称为进气口;另一个供排气用,称作排气口。 2.螺杆空压机工作原理:螺杆压缩机的工作循环可分为进气,压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。 1)进气过程:转子转动时,阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空 间最大,此时转子齿沟空间与进气口的相通,因在排气时齿沟的气体被完全排出,排气完成时,齿沟处于真空状态,当转至进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个齿沟时,转子进气侧端面转离机壳进气口,在齿沟的气体即被封闭。 2)压缩过程:阴阳转子在吸气结束时,其阴阳转子齿尖会与机壳封闭,此时气 体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小,齿沟内的气体被压缩压力提高。 3)排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时,被压缩的气体开始 排出,直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面,此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0,即完成排气过程,在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,进气过程又再进行。

离心式压缩机振动故障与探讨

离心式压缩机振动故障与探讨 发表时间:2018-10-18T10:13:24.517Z 来源:《电力设备》2018年第19期作者:魏取满[导读] 摘要:随着我国现代工业的快速发展,对于压缩机的要求也在不断增强。(安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽阜阳 236400)摘要:随着我国现代工业的快速发展,对于压缩机的要求也在不断增强。离心式压缩机也被称之为透平式压缩机,可以利用叶轮旋转的方式来提升目的设备,保证工业生产的效果。本文通过对于离心式压缩机常见的振动故障进行深入的探究,并且提出相关的解决对策,从而有效提高离心式压缩机的使用维护效果。 关键词:离心式压缩机;振动故障;解决对策离心式压缩机能够通过向空气施加压力的方式提高进气压力的整体质量,并且将气体转化为压力,在工业生产中的应用越来越普遍。但是在离心式压缩机实际运行的过程中经常会由于振动而引发各种故障,很容易导致离心式压缩机的使用寿命受到影响。为了能够进一步加强离心式压缩机的运行可靠性与安全性,必须要积极解决离心式压缩机在运行过程中产生的振动故障,从而有效提高离心式压缩机运行的稳定性。 一、离心式压缩机 从目前来看,离心式压缩机相比于过去活塞式压缩机具有明显的优点。首先离心式压缩机由于自身的气量大、结构简单、质量较轻,而且占地面积较小,所以不受场地限制,可以随处安装[1]。另外离心式压缩机具有运转平衡、操作可靠的优点,所以也会有效的减少维修费用,降低人工维修成本。减少配件的摩擦,提高机器的整体使用寿命。而且离心式压缩机能够对化工介质进行绝对无油的压缩,可以有效避免化工介质的污染。离心式压缩机作为回转运动机器,能够在工业汽轮机和燃气轮机中直接拖动,通常可以用于蒸汽驱动工业汽轮机做动力,并且可以保证热能的综合利用。当气体流入到离心式压缩机叶轮中。旋转的叶轮会导致气体的离心压力不断升高,而且进一步促进气体的流动速度。通过离心式压缩机能够将原先的机械能转变为气体的动能,而且气体在通过扩压器之后,由于流道截面逐渐增大,气体分子流速下降,所以后面的分子气体不断向前流动,导致气体的大部分都能转变为静压能促进了气体增压的效果。叶轮对于气体的做工是保质期体升高压力的主要原因,所以叶轮在单位时间内产生的单位质量,以及对气体做功的多少是直接影响离心式压缩机运行效率的关键。通常来说,叶轮的圆周速度越大,则气体所做的功就越大。 图1 离心式压缩机结构图 另一方面,由于目前离心式压缩机的研制还处于初期阶段,所以离心式压缩机还存在许多天然的缺点,例如离心式压缩机还不能够适用于仪器量太小或者压缩比过高的场合,另外离心式压缩机的稳定工况比较狭窄,对于气量的调节比较差,离心式压缩机的工作效率要远低于活塞式压缩机[2]。 二、离心式压缩机振动故障 (一)离心式压缩机转子不稳定引发的振动由于在生产离心式压缩机的过程中材料自身存在缺陷或者生产技术不足,所以很容易导致转子结构无法实现离心式压缩机的平衡需求,进一步引发结构偏差,在转子长期旋转的过程中很容易受到离心力的影响,导致轴承的荷载发生偏转而引起振动的问题,在长期使用时由于离心式压缩机材料缺乏耐磨性,在长时间使用之后会因为材料磨损而出现严重的不平衡,也会导致离心式压缩机出现振动。由于大部分的轴承表面积没有进行打磨处理,也会导致整个结构出现不对称的问题,在转子运行的过程中由于人为因素而造成在转子加工过程中出现严重缺陷和偏差也会导致离心式压缩机运转受到影响。(二)转子中偏差问题 在转子运行的过程中由于不对称的现象出现转子运转偏差,主要受到方向、角度、平行等方面的影响。设备机组运行过程中进行观察和记录的过程中,如果轴承压力比较低或者明显减少,则很容易导致轴承的表面与轴承之间出现较大的缝隙,也会引发转子偏差的问题[3]。 (三)油膜振动 在离心式压缩机运行的过程中,油膜会因为运行时间的不断增加而逐渐加重导致油膜振动的现象。另外由于不同轴承的荷载能力也存在较大差异,这样也会造成油膜振动现象受到影响。(四)转子与汽封 在离心式压缩机摩擦现象研究的过程中,能够发现转子与气密封之间的摩擦弧度过大会造成元件的磨损问题,由于器密封与转子的联接部位会出现装机磨损,也会导致元件的磨损现象加重。 三、离心式压缩机安全运行的主要策略

空压机振动波动的原因及预防措施详细版

文件编号:GD/FS-2138 (解决方案范本系列) 空压机振动波动的原因及预防措施详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

空压机振动波动的原因及预防措施 详细版 提示语:本解决方案文件适合使用于对某一问题,或行业提出的一个解决问题的具体措施,过程包含确定问题对象和影响范围,分析问题,提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,最后执行。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 摘要:本文针对离心式空压机正常运行过程中出现因振动现象及出现喘振的现象,从空压机结构、工作原理及故障特征进行分析,以找到故障原因及影响,并在机组日常维护中做好相关预防措施。 关键词:空压机;振动波动;喘振;原因;措施。 引言 空分装置为化工企业的主要装置,空压机又是空分装置主要设备,空压机长期稳定运行,才能确保空分装置为其它工艺系统装置提供氧气及氮气。而振动是压缩机的常见故障,当振动过大时会影响压缩机的

可靠运行,给生产造成很大的损失,因此保证压缩机的安全可靠运行,对提高生产效率及经济效益有重要的意义。压缩机与电机由刚性联轴节相连接,变速箱中各级齿轮轴与压缩机叶轮为同一根轴,轴承的平衡对压缩机平稳运行至关重要。空压机是将经自洁式空气过滤器过滤后的原料空气,经空压机压缩送至预冷岗位。工作原理:电机将电能转化为机械能并传给叶轮,叶轮通过高速旋转将机械能传给气体,使空气获得速度能并变为压力能。此过程中动平衡和振动的平稳起着重要的作用。 2、流程简述 空气经自洁式空气过滤器过滤后,除去空气中大量灰尘和其它机械杂质,进入空压机中经三级压缩、三级冷却后,压力升至0.88MPa,温度不超过40℃

(完整word版)KCC219系列离心式空气压缩机

KCC215-9系列离心式空气压缩机 技术说明 浙江开山离心机械有限公司

目录 1、相关技术数据 2、产品特点 3、性能保证 4、性能测试情况介绍 5、技术服务和设计联络 6、甲方的备货范围 7、供货范围清单以及供应商 甲方(需方): 乙方(供方):浙江开山离心机械有限公司 2014 年 5 月18 日

KCC215-9 离心式空压机相关技术数据 项目/品牌开山 型号KCC215-9(215m3/min,0.9MPaA) 额定流量(m3/min)215(入口状态) 额定压力(BarG)8 空压机出口空气质量100%无油 节流范围(%)70~105%(对应进口导叶开度40~90°) 压缩段数 3 轴功率(KW)1035 冷却水消耗量(T/hr)130(含后冷却器用水) 冷却水温升(degC)8℃ 剖分形式水平剖分式平行轴斜齿整体齿轮增速齿轮箱 小齿轮材质17CrNiMo6 大齿轮材质17CrNiMo6 叶轮形式半开式、后倾式 叶轮材质17-4PH 高速轴轴向轴承形式推力盘 高速轴径向轴承形式水平剖分式可倾瓦轴承 高速轴油封形式迷宫 高速轴气封形式迷宫 低速轴(大齿轮轴)轴承形式水平剖分式轴套式滑动轴承 低速轴(大齿轮轴)油封形式迷宫式油封 蜗壳材质HT300 联轴器不锈钢膜片式并带防护罩 入口阀动力方式电动执行器调节进口导叶结构~220V ,4-20mA 放空阀动力方式电气动执行器,4-20mA 空气流道防腐处理材质按客户要求 扩压器材质铝合金 冷却器管束材质T2 冷却器翅片材质AL 疏水阀形式带有“V”形缺口的冷却器泄水阀 电机额定功率(KW)1120(华达) 额定电压(KV)10 电机转速(RPM)2975 电机效率:100%/75%/50%负荷0.95/0.95/0.94 电机功率因素:100%/75%/50%负荷0.88/0.85/0.77 绝缘等级 F 温升等级 B 防护等级IP23 启动方式液态软启动 启动电流(A) 3.5倍满载电流 电机轴承滚动轴承 电机轴承润滑脂润滑

螺杆压缩机振动原因分析

螺杆压缩机振动原因分析 1前言 螺杆压缩机是一种容积型、回转式压缩机,它具有许多活塞压缩机无法比拟的优点。近年来,随着转子齿型和其它结构的不断改进,各方面性能在逐步提高,机型种类也在不断增多,容量范围和使用范围也越来越大,特别是在中型制冷装置上,是取代活塞压缩机具有发展前景的一种机型。但是,由于螺杆压缩机作为一种新型的压缩机,在检修维护保养方面,还缺乏成熟的经验与资料。笔者结合这几年来在螺杆机的维护保养方面的工作经验和实践,就螺杆制冷压缩机在使用过程发生的振动问题,进行分析,找出解决振动的方法,从一个侧面为搞好螺杆压缩机的维护保养进行了探讨。 2问题的提出 该螺杆压缩机组用于江苏金浦集团钟山化工有限公司冷冻装置,为双螺杆式,机组型号为LG20A200Z,由武汉冷冻机厂生产制造,主要技术指标见表1。 螺杆机自投入运行以来一直运行平稳,但前一段时间,压缩机出现振动情况,而且随着时间推移,机组振动的幅度也越来越大,不但严重影响到机组的正常运行,而且还多次由于振动造成有关管路脱焊,从而造成跑氨事故的发生,已直接危及到整套装置的正常运行和操作人员的人身安全,螺杆压缩机的振动问题已到了非解决不可的地步。 3原因分析 3.1分析有可能产生振动的原因 为了使分析更有针对性,我们对机组的振动情况进行了检测,测点(主要分布在轴承处)分布如图1所示。检测结果显示,机组③④两测点处的振动较大,且振幅从大到小的排列次序为③④②①,这充分说明机组的振动是由螺杆机头引起的。

在详细查阅了有关资料及产品说明书,掌握了机组的工作原理及其结构的基础上,对机组的振动原因进行了全面的分析和探讨,认为引起螺杆机组振动的原因有以下几种可能: (1)机组操作不当,吸入过量的润滑油和制冷剂液体; (2)压缩机与电机轴线错位偏心; (3)压缩机地脚螺栓松动或螺帽松动; (4)机组与管道的固有频率相同而产生振动; (5)压缩机与电机联轴节由于敲击变形,传动芯子磨损等因素,联轴器组合件产生偏重,静平衡被破坏; (6)机组内部的阴阳转子在运转中受到了不平衡力的作用。 3.2运用排除法,找出振动的真正原因 (1)对机组进行全面检查后,按照正常开车程序,重新起动机组,调整各运行参数(油压、油温、进气压力、排气压力、电流等)至正常范围; (2)重新校正压缩机与电机同轴度到规定的范围(端面跳动0.08mm,径向跳动0.08mm) ; (3)检查地脚螺栓、螺母有无松动,并紧固好; (4)改变机组有关工艺管线支承点位置,把关键部位的硬管连接改为波纹管连接和不锈钢软管连接,消除共振点。 综上所述,每采取一项相应对策和措施后,都开机试运转,检查机组振动情况,发现机组振动情况暂时虽有所好转,但振动还没有从根本上消除,这说明以上4个方面的原因不是机组振动的主要原因。 (5)检查联轴器,发现有敲击痕,并变形很大;拆卸联轴器,联轴器橡胶传动芯子磨损严重。由此我们推断,联轴器可能产生偏重,静平衡被破坏。再经过多次盘动机组,转动后停止的位置基本维持不变,又从另外一个侧面证明以上的推断。

离心压缩机振动分析及处理

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/56461675.html, 离心压缩机振动分析及处理 作者:余长雄 来源:《科技视界》2015年第28期 【摘要】独山子石化热电厂燃化车间现有四台200Nm3/min的离心式空气压缩机,2008 年投运以来运行平稳,但从2013年至今发生多次由于压缩机机体振动大跳停事件,通过分析压缩机振动大原因,制定相对应的防范措施,确保空气压缩机长周期平稳运行。 【关键词】压缩机;振动;防范措施 0 引言 独山子热电厂燃化车间现有4台200Nm3/min 0.8MPa的英格索兰3CⅡ80MX3型离心式空气压缩机,每台离心空气压缩机独立对应一台自洁空气过滤器和一台空气干燥器。 1 英格索兰3CⅡ80MX3型离心式空气压缩机介绍 英格索兰CENTAC离心式空压机是一种可靠高效的离心式压缩机,设计用来提供无油压缩空气,广泛应用在化工、炼油、电力行业等工业领域。该型空气压缩机拥有三级压缩缸,气体在流过离心式压缩机的叶轮时,高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下,一方面压力有所提高,另一方面速度也极大增加,即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后,气体在流经扩压器的通道时,流道截面逐渐增大,前面的气体分子流速降低,后面的气体分子不断涌流向前,使气体的绝大部分动能又转变为静压能,也就是进一步起到增压的作用。 2 离心空气压缩机振动故障分析 2.1 离心空气压缩机振动故障简介 1-3级压缩缸振动过大是离心空压机最常见的故障,其危害性最大。通常离心压缩机运行时1-3级振动不超过0.6mils,该机设定最高振动值第一级为1.3mils,第二级为1.15mils,第三级为1.1mils,超过此振动值时压缩机便会自动停机报警。如果设备长期处在高振动值状况下 运行,过高的振动会增加设备功率的消耗,加速摩擦接触面的磨损,使设备使用寿命缩短,严重时会引起拉缸、烧瓦等故障。虽然空压机对预防高振动加装了保护装置,但故障的存在使该装置频繁动作,影响到企业的正常生产。 2.2 空压机1-3级压缩缸振动故障及排除 2015年2月3日12:00时1#离心压缩机在备用近两个月后正常投入运行,0:41时监盘人员发现1#离心压缩机跳闸,班员迅速到空压机厂房检查,确认1#离心压缩机跳闸,1#离心

往复压缩机故障诊断研究现状及展望

往复压缩机故障诊断研究现状及展望 往复式压缩机作为一种通用的重要机械在工业上有较为广泛的应用,然而在故障诊断方面较复杂,因此在故障诊断技术方面的研究一直都受到各界的广泛关注。文章主要阐述了往复压缩机现阶段的诊断技术并对往复式压缩机中常见的故障和机理进行了分析,进而提出了研究技术的难点以及今后发展的主要方向,希望对该方面的研究有所裨益。 标签:往复压缩机;故障诊断;研究 前言 目前,随着我国科学技术的不断发展,工厂的许多机械设备等都向着自动化的目标发展,带来的问题就是机械设备的复杂化使一些零部件之间一环扣一环,联系更加紧密。若是某一部分出现了故障就会导致整个设备的运行受阻,进而造成较大的经济损失,更严重的会造成人员的伤亡。所以,机械设备的正常运行过程中,若是能够及时正确的预报或是诊断出隐含的故障因素,能够使压缩机在保证完整的情况下检查出出现故障的部件,进而能够防止事故的出现,能为企业带来更高的经济效益。 1 往复压缩机故障诊断技术研究现状 每个企业在进行往复压缩机故障诊断技术的选择时,需要将每种技术实施过程中的可能性以及优缺点进行仔细的对比,必须要保证技术的科学合理才能进行下一步实施,进而挑选出最适合机械的故障诊断方法。 1.1 通过分析油液进行故障诊断的技术 在往复压缩机正常运行的过程中,只要涉及到两个运动的面发生接触就一定会引起磨损的现象。根据具体的实验数据可知,运行过程中的不同时间段,往复压缩机的润滑油会呈现出较大差异的衰败长度,磨损的微粒也会有明显不同的特征,主要从形貌、大小、分布以及数量上有所体现。所以,在润滑油中对于往复压缩机的相关信息都有所体现,进行油液的分析故障诊断就是根据这一原理。收集观察往复压缩机所使用的润滑油,再通过各种不同的检测措施,进而分析润滑油的使用状况以及是否携带或携带多少的磨损微粒等各项信息,能够综合评价出所使用的润滑油及设备放入磨损程度,相关的工作人员就能判断出潜在的故障存在。这种故障分析方法的分析的对象是润滑油的磨损微粒与机械性能衰败的信息,因此在实施此种故障诊断的技术之前首要的任务是对分析样品的收集,再进行检测得到数据,进而通过分析所得数据判断出故障的存在与否以及进行预防的方案。由于这一技术的综合性,要求往复压缩机中的零部件都具有不同且明显的特征,只有这样才能保证诊断结果的准确性。 1.2 进行参数测定的故障诊断技术

空压机振动波动的原因及预防措施

空压机振动波动的原因及预防措施摘要:本文针对离心式空压机正常运行过程中出现因振动现象及出现喘振的现象,从空压机结构、工作原理及故障特征进行分析,以找到故障原因及影响,并在机组日常维护中做好相关预防措施。 关键词:空压机;振动波动;喘振;原因;措施。 引言 空分装置为化工企业的主要装置,空压机又是空分装置主要设备,空压机长期稳定运行,才能确保空分装置为其它工艺系统装置提供氧气及氮气。而振动是压缩机的常见故障,当振动过大时会影响压缩机的可靠运行,给生产造成很大的损失,因此保证压缩机的安全可靠运行,对提高生产效率及经济效益有重要的意义。压缩机与电机由刚性联轴节相连接,变速箱中各级齿轮轴与压缩机叶轮为同一根轴,轴承的平衡对压缩机平稳运行至关重要。空压机是将经自洁式空气过滤器过滤后的原料空气,经空压机压缩送至预冷岗位。工作原理:电机将电能转化为机械能并传给叶轮,叶轮通过高速旋转

将机械能传给气体,使空气获得速度能并变为压力能。此过程中动 平衡和振动的平稳起着重要的作用。 2、流程简述 空气经自洁式空气过滤器过滤后,除去空气中大量灰尘和其它机械 杂质,进入空压机中经三级压缩、三级冷却后,压力升至0.88MPa,温度不超过40℃之后,经送气阀送往预冷机冷却。上图中1是叶轮,使空气具有很高的速度;2是扩压器部分,在那里将空气动能转化成势能;3是中间冷却器,除去压缩过程中所产生的热量,以便于实现等温压缩从而提高压缩效率;4是不锈钢丝网制成的的水气分离器,以除去空气中的水份。 离心式压缩机振动现象主要包括转子不平衡、对中不良、联轴器故障、油膜振荡等。

3.1转子的不平衡,旋转机械的转子由于受到材料质量和加工技术等各方面的影响,转子上的质量分布对中心线不可能绝对地轴对称,固此任何一个转子不可能做到绝对平衡,转子质量中心与旋转中心线之间总是有偏心距存在。这就使转子旋转时形成周期性的离心力干扰,在轴承上产生动载荷,使机器产生振动。转子质量不平衡的原因有:设计问题、材料缺陷、加工与装配误差、工艺过程等问题。转子不平衡故障特征是:在转子径向测检的频谱图上,转速频率成分具有凸出的峰值;转速频率的高次谐波值很低,因此反映在时域波形图上是一个正弦波;对于普通两端支撑的转子,轴向测点上的振值并不明显。 3.2转子的对中不良,各转子之间用联轴器联接传递运动和转矩,由于机组的安装误差、工作状态下热膨胀、承载后的变形以及机组基础的不均匀沉降等,有可能会造成机组工作时各转子轴线之间产生不对中。不对中将导致轴向、径向交变力,引起轴向振动和径向振动,而且振动会随不对中严重程度的增加而增大。

螺杆压缩机性能分析

螺杆压缩机性能分析 作者:管理员发布于:2012-12-10 23:23:19 文字:【大】【中】【小】 空压机的使用不仅让公司在节能这块有了大幅的提升,并且公司的生产效率这点也比以前有了更好的改善。 螺杆式空气压缩机具有结构简单、工作可靠和操作方便等一系列独特的优点,现在已经得到了全面而又广泛的应用。螺杆式压缩机气体的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽的容积变化而达到。转子副在与它精密配合的机壳内转动,使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。进气过程,转子转动时,阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子齿沟空间与进气口的相通,因在排气时齿沟的气体被完全排出,排气完成时,齿沟处于真空状态,当转至进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个齿沟时,转子进气侧端面转离机壳进气口,在齿沟的气体即被封闭。压缩过程,阴阳转子在吸气结束时,其阴阳转子齿尖会与机壳封闭,此时气体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐减小,齿沟内的气体被压缩压力提高。排气过程,当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时,被压缩的气体开始排出,直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面,此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为零,即完成排气过程,在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,进气过程又再进行。螺杆空气压缩机组是由螺杆压缩机主机、电动机、油气分离器、冷却器、风扇、水分离器、电气控制箱以及气管路、油管路、调节系统等组成。 螺杆压缩机的性能影响分析 螺杆压缩机是依靠转子的不断啮合输出压缩气体的,因此主轴转速的变化,对压缩机的容积流量、排气压力都会产生影响,因此主轴转速是影响螺杆压缩机性能的一大因素。当排气压力增大,压缩机功耗也增加,比功率增大,则经济效益下降,所以排气压力对压缩机的能耗有非常显著的影响。同时,一些试验结果表明外界的环境温度也会对螺杆压缩机的性能产生影响。中国在不同季节与不同区域的气温相差较大,环境温度不同则压缩机的吸气温度也不同,这一参数将直接影响了螺杆压缩机的性能。因此,对于以上影响螺杆压缩机性能的因素进行分析,将对螺杆压缩机的使用产生非常大的帮助。 结构与性能分析 螺杆压缩机是一种双轴容积式回转型压缩机,其主要是主(阳)副(阴)两根转子配合,组成啮合副,主副转子齿形外部同机壳内壁构成封闭的基元容积;而蜗杆(单螺杆)压缩机是一种单轴容积式回转型压缩机,其啮合副是由一根蜗杆和两个对称平面布置的星轮所组成,由其蜗杆螺槽和星轮齿面及机壳内壁形成封闭的基元容积。 螺杆压缩机的机体均分为两种,一种为皮带传动式,另一种为直接传动

离心压缩机噪音和震动

离心式制冷压缩机的振动和噪声 离心式制冷压缩机的振动和噪声 一、振动 高速旋转的叶轮受旋转的离心力及气体轴向力的合力作用。在正常运转时,作用于叶轮上各种力处于平衡状态,若机组出现较大的振动,则破坏这种平衡。大的振动可使转子与固定元件之间相互接触。摩擦、挤压、冲撞而酿成大的事故,应予以注意; 1.1、振动损坏机组的现象 1.1.1、转子在轴承间振动,当振幅的大小通过了规定允许的数值时将出现较大的噪声。 1.1.2、转子轴向窜动,使推力块上的巴氏合金磨损、烧熔、拉痕等。在机内会发生尖厉的金属撞击声。轴承部位振动加剧,甚至达到振幅最高时的极限值。轴承温度急剧升高。 1.1.3、铝叶轮与铁机壳表面接触后会发生磨损、挤烂、开裂、破碎。叶轮内孔与油连接的平键、螺钉等变形、扭弯、断裂。机内气封、油封等磨损、挤烂。 1.1.4、大小齿轮的啥合面磨损、齿联、挤烂。径向轴承巴氏合金内孔拉痕、磨损、烧熔。箱体连接部分松动等。 1.2、产生振动的原因 1.2.1、转子的动不平衡 任何一个振动系统的物体,都具有本身的振动频率,称为该物体的固有频率。对设计好的压缩机转子也有确定的固有频率。当离心式压缩机旋转时,转子总会受到一些干扰力的作用,如转子本身重量、材质的不均匀,加工过程中的偏差等,使转子质量产生偏心,并使转子在运转过程中产生动不平衡。当干扰力的频率(即转子旋转的频率)与振动系统的固有频率相等时,出现共振现象。 1.2.2积垢或变形 在停车或运行中由于制冷剂中含有空气或水分形成化合物而积垢在叶轮表面(有的积垢达3mm以上);或者由于主轴刚度不够产生弯曲或扭曲变形、螺钉松动、齿轮破坏等原因引起较大的振动。或者推力块的磨损过大。改变了推力轴承间隙使主轴窜动,造成转子与蜗室相撞等也是造成转子振动的原因。 1.2.3安装质量不良 如离心式压缩机与电动机连接时轴承孔不同心;径向滑动轴承间隙过大或轴承盖的过盈过小;梳齿密封或油封齿与转子的径向间隙过小,甚至小于主轴的挠度值,造成转子与齿尖的碰撞;在安装进、出气管时,考虑的热膨胀间隙不够而引起附加的扭曲变形,破坏了转子旋转时与固定元件的同心;机组的基础浇灌不好以致下沉或机组防振措施失效等。这些均会引起机组较大的振动。 1.2.4油膜不稳定 油温过高或过低,或者油中溶入大量制冷刺时,形不成油膜或油膜不稳定,亦使转子振动。。 1.2.5喘振 离心式压缩机发生喘振的原因是:进口压力或流量突然(瞬间)降低,低过最低允许工况点时,压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离,形成突变失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差),这时叶轮不能有效提高气体的压力,导致机出口压力降低.但是系统管网的压力没有瞬间相应地降下来,从而发生气体从系统管网向压缩机倒流,当系统管网压力降至低于机出口压力时,气体又向系统管网流动.如此反复,使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象.

流体动力学(cfd)在往复式压缩机管道系统气流脉动计算中的应用

流体动力学(CFD)在往复式压缩机管道系统气流脉动计算中的应用流体动力学(CFD)在往复式压缩机管道系统气流脉动计算中的应用 摘要:参照实验室所搭建的管道系统实验平台,根据计算流体动力学(CFD)方法建立管道内气体的二维非定常流动模型。利用流体仿真软件FLUENT计算了缓冲器及孔板前后的气流脉动,通过分析气流脉动曲线及流场的分布情形验证了缓冲器及孔板对气流脉动的消减作用。通过对比实验数据验证了利用CFD技术研究管道系统气流脉动是准确可靠的。 关键词:管道系统 CFD技术气流脉动 FLUENT 孔板 往复式压缩机是石油、天然气、化工及电力等工业生产中的重要机械设备,其管道系统又是实现物质运输的主要途径,然而管道系统的振动会对安全生产造成很大的威胁,众多生产实践表明压缩机管路的绝大多数振动问题都是由气流脉动引起的,而压缩机吸排气的间歇性、周期性特点是产生气流脉动的主要原因。因此研究气流脉动的产生机理,建立合理的流体动力学模型进行管道中气流脉动的预测具有重要的理论意义和工程实用价值。 现有研究气流脉动较为成熟的方法大多基于平面波动理论[1]或一维非定常流动理论[2],它们均未考虑流体流动时湍流的影响,同时对缓冲器、孔板、冷却器、分离器等管路元件的气流脉动计算精度也较差。随着计算机速度的提高和近年来CFD技术的发展,选用有限元方法[3,4]及有限容积法[5]计算管系的气流脉动取得了一定的成效。CFD方法[6]应用于稳态的工业流场模拟已有较多的报道,但对非稳态的脉动流场研究较少。 本文基于CFD方法建立管道系统流体动力学模型。在考虑湍流的情况下[7],模拟了含空冷器及孔板管道等管路原件的管道系统非定常流动时气流脉动及流场特性。通过和实验数据对比验证了CFD方法计算管道系统气流脉动的合理性及准确性。 一、CFD模拟计算理论 目前广泛用于计算流体力学的数值方法有有限差分法、有限元

透平压缩机的振动分析

透平压缩机的振动分析 原作者: 出处: 【关键词】透平压缩机,振动分析 【论文摘要】透平压缩机的振动是压缩机设计制造、安装和运行管理的综合反映。也就是说,导致或影响透平压缩机正常运行的内部和外界因素很多,而众多因素反映出的就是振动。西方简述我单位三台H200-6.3/0.97型透平压缩机组几年来的运行情况,和由于振动所造成的严重危害。 透平压缩机的振动是压缩机设计制造、安装和运行管理的综合反映。也就是说,导致或影响透平压缩机正常运行的内部和外界因素很多,而众多因素反映出的就是振动。西方简述我单位三台H200-6.3/0.97型透平压缩机组几年来的运行情况,和由于振动所造成的严重危害。 一、振动的原因 1、开车运行后的振动 1.1 原先在安装时电动机和大齿轮的同轴度完全根据设计要求来校正。由于机组启动电流大,瞬间扭力也很大,造成电动机有移位感。根据气温,设计要求安装时径向轴向误差允许在±0.02mm,我们严格照办。机组运行一段时间后再测,明显测得轴向无变动,而径向的水平方向走动了0.18~0.20mm左右。这说明机器在对中后走调的情况下运行,振动就会很大。 1.2 空气中带有腐蚀性气体的冷凝水造成转子(尤其是3~4级)、气封、扩压器、碳钢空气管道等腐蚀十分严重,产生空气涡流的振动。管道氧化物的被冲刷造成子平衡百战不殆,振动激烈,因此而被迫停车,此类事故已发生两次。 1.3 频繁开停车对机组振动也有影响。由于客观条件不允许或机械故障被迫一年中开停多次,使转子平衡被破坏。停车时会把积在转子上的尘土或其他氧化物不均衡地脱落,破坏了转子的平衡。 2、检修后的振动 2.1 齿轮偏载造成工频振动。透平机的转速很高,1~2级转速为15200rpm,3~4级为19200rpm,因而齿轮的精度要求也很高。保持较高的齿轮接触面很重要,在静态下检查齿轮接触面无法得到动态的实际接触情况,我们的做法是在静态下使接触面不低于85%。其中一台机组在检修时发现齿轮接触面差,一只新齿轮只运行两个多月就严重点蚀和大齿面剥落(一只大齿现价30万元左右)。机组振动很大,齿轮的损坏就呈恶性循环,难以挽救。 2.2 油膜涡动引起的低频振动。轴承中的油膜在转轴和轴承间运行起着盗运和润

往复式压缩机常见故障及解决方法

活塞式压缩机常见故障及解决方法 一、活塞式压缩机曲轴的断裂与磨损: 曲轴是往复活塞式压缩机的重要运动部件,外界输入的转矩要通过曲轴传给连杆、十字头,从而推动活塞做往复运动,曲轴还承受从连杆传来的周期变化的气体力与惯性力等。 由于曲轴是受力部件,因此,它总是会受到一定的磨损,在正常的工况下有一定的磨损规律。曲轴磨损分为稳定磨损和加速磨损两个阶段,一般情况下稳定磨损时间远大于加速磨损时间。 1、造成曲轴颈磨损后失圆及锥形的原因: ⑴连杆大头瓦和曲轴瓦间隙过大;⑵曲轴瓦间隙偏小,或各道曲轴瓦不在一条中心直线上;⑶连杆活塞组或曲轴平衡铁及飞轮不平衡,引起附加惯性力和惯性力矩,使机组振动;⑷润滑油质量差、进水、混入杂质等;⑸曲轴变形;⑹主机基础下沉等。 2、曲轴产生折断或裂纹的原因: ⑴光磨曲轴轴颈时,没有使轴颈与曲轴壁连接处保持一定的圆角(一般要求轴颈内圆角半径r=0、05~0、06D,D为曲轴柄直径),从而引起应力集中;⑵曲轴瓦和连杆瓦间隙过大或瓦的巴氏合金脱落,引起冲击,载荷加大;⑶曲轴长期工作或超温超压使用,产生疲劳损坏; ⑷曲轴轴承间隙小或润滑不良引起轴瓦巴氏合金溶化,使曲轴弯曲变形;⑸机身强度不够、变形、扭曲,基础下沉;⑹曲轴内在质量不良。 3、曲轴的维修:

当压缩机曲轴发生磨损时,就要对曲轴进行修复,轴颈磨损后的修复可采用热喷涂工艺处理。特别是对45#钢的曲轴来说,对热喷涂有良好的适应性,在有润滑的情况下具有较高的抗磨效果。在工艺上还有镀铬、氮化、堆焊等方式处理。 在此介绍强化镀铁修复法:镀前上车床把轴径车圆,将不需要镀铁的部分包扎起来,电镀时采用改变电流参数,使镀件和镀层实现分子对接并产生晶格畸变,从而达到提高镀层强度和硬度的目的,最后通过曲轴磨床获得标准的轴径尺寸。 对于发生轻微磨损的曲轴可以采取简易的修复方法:先用细目锉刀把曲拐处磨出的凸台锉平,然后用砂布反复打磨,直到表面光洁(有条件的可以配加厚瓦)。 二、润滑油对曲轴和十字头销寿命的影响: 主要影响表现在以下两个方面:⑴润滑油管理不善,如油变质、进水、混入杂质、润滑油牌号不符等,直接加剧曲轴的磨损。⑵使用回收油的厂家,由于大多数设备简陋,润滑油的质量得不到保证,对曲轴和十字头销的使用有一定的负面影响。 十字头销分直销和锥销两种,由于锥销和十字头孔接触良好,相互之间无运行,使用效果很好。但是,不管直销还是锥销,当十字头销磨损较严重时,便会使曲轴轴径受到冲击,曲轴会加速磨损。反之,曲轴磨损严重时,也会导致十字头销加速磨损,两者互为因果,恶性偱环。因此,当十字头销磨损严重时,一定要及时更换。 轴瓦间隙过大或过小、接触面积过小、润滑油中断等均会造成烧

离心式压缩机常见振动故障诊断及解决办法

离心式压缩机常见振动故障诊断及解决办法 摘要离心压缩机是高速运转的设备,运行中产生振动是不可避免的。但是振动值超出规定范围时的危害很大。对设备来说,引起机组静动件之间摩擦、磨损、疲劳断裂和紧固件的松脱,间接和直接发生事故。对操作人员来说,振动噪音和事故都会危害健康。下面就常见的振动现象进行简单诊断并提出相应的解决的办法。 关键词离心压缩机;振动;转子;共振;喘振 1 油膜振荡 1.1 油膜振动值的变化有一定规律 1)振动值与环境温度的变化存在一定规律,温度下降,振动值略有升高;反之会下降。环境温度的变化影响润滑油温、润滑油粘度、油膜刚度的变化,从而影响轴承振动值的变化。 2)振动值大小与声音的剧烈程度同步:振动大时,声音剧烈;振动小时,声音平缓。 3)其他运行参数变化时,振动值变化较迟钝,压缩机在空负荷运行时(吸风阀未打开时)就产生剧烈振动,在吸风、力口压过程中,振动值基本不变。 1.2 故障解决方案 油膜振荡是由半速涡动发展而成,即当转子转速升至两倍于第一临界转速时,涡动频率与转子固有频率重合,使转子一轴承系统发生共振性振荡而引起,如果能提高转子的第一临界转速,使其大于0.5倍工作转速,即可避免发生油膜振荡,但这显然无法实现。 只有通过加大轴承的载荷,使轴颈处于较大的偏心率下工作,提高轴瓦稳定性的办法解决。 在振荡发生时,提高油温,降低润滑油的粘度。 2 临界转速 临界转速是指数值等于转子固有频率时的转速。转子如果在临界转速下运行,会出现剧烈的振动,而且轴的弯曲度明显增大,长时间运行还会造成轴的严重弯曲变形,甚至折断。 装在轴上的叶轮及其他零、部件共同构成离心式压缩机的转子。离心式压缩

往复压缩机气阀故障混合诊断方法研究

往复压缩机气阀故障混合诊断方法研究 发表时间:2018-12-18T10:01:00.073Z 来源:《基层建设》2018年第33期作者:秦琦 [导读] 摘要:往复压缩机在石油石化行业中应用广泛。 重庆建峰工业集团检修分公司重庆 408601 摘要:往复压缩机在石油石化行业中应用广泛。其中气阀承担着输送介质的重要任务,需要频繁开启,易出现故障,因此分析气阀故障信息对机组安全运行非常重要。由于气阀阀片薄板结构及周期性冲击力造成气阀高频振动,产生信号冲击和调制现象。往复压缩机的多分量调幅调频振动信号包含气阀故障信息,对振动信号有效分析可以诊断气阀故障。然而往复压缩机振源复杂,干扰因素众多,机组故障点被隐藏于干扰因素当中,造成往复压缩机故障诊断困难。 关键词:往复压缩机;气阀故障;混合诊断方法; 往复压缩机故障多发的部位基本上是由动力传递部分、气体进出及其密封部分及辅助部分3大部分组成。导致往复式压缩机故障的各种因素所占的百分比气阀是往复式压缩机故障率最高的部件,由气阀原因导致的压缩机故障约占故障总数的36%。 一、研究现状 往复压缩机是工业上应用量大、面广的一种重要通用机械,其故障诊断比较复杂,对于其故障诊断技术的研究一直以来都得到了国内外学者的广泛关注。例如,在国外,美国学者曾经利用气缸内侧的压力信号图像判断气阀故障及活塞环的磨损;捷克学者根据对千余种不同类型的压缩机建立了常规性参数数据库,确定评定参数,以判断压缩机的工作状态等。在国内,有些专家对往复压缩机的缸盖振动信号进行过简单的分析,也有人在缸盖振动信号对缸内气体压力的影响方面进行过研究,尤其是近几年来,人工智能领域的专家系统和神经网络技术在往复压缩机故障诊断方面的应用以及一些专家学者对压缩机的常规性能参数的监测和控制方面所做的工作,目的都是为了改变目前压缩机操作人员用耳听、眼看、凭借经验判断故障的局面。然而,由于往复压缩机结构复杂、激励源多等特点,鉴于当前研究现状以及上述研究资料表明,计算机技术的不完善和人工智能领域的专家系统和神经网络技术的初步使用,使得故障诊断技术目前还只是处于第3阶段的整理完善和向第4阶段的过渡时期,至今尚无一套像旋转机械那样成熟的、得到人们普遍认可和广泛应用的诊断系统,以供选择并获得往复压缩机工作状态的有效特征参数。仅仅采取先凭经验或设想去确定和试凑特征参数,然后再进行实验验证的方法是不充分的,且不能找出最优特征参数,离实际应用还存在一定距离,这同往复压缩机在工业中的重要地位是不相称的。 二、往复压缩机气阀故障混合诊断方法 1.气阀故障机理。在大型往复压缩机中,环状气阀使用最为普遍。环状阀属于自动阀,即气阀开启与闭合不是由专门机构来操纵,而是靠阀门两侧的压力差来实现。环状阀由阀座、升程限制器、阀片、缓冲片、弹簧、气阀螺栓和螺帽等组成。阀片是气阀的关键件,在吸气或排气的结束,起关闭气流通道的作用,与阀座一起形成密封结构;阀座是气阀的主体,它与升程限制器一起构架了气阀组件的空间,在吸气或排气的结束起关闭气流通道的作用;升程限制器对阀片具有导向及限制升程的作用;弹簧的作用是在升程中缓冲阀片与升程限制器的撞击,在回程中辅助阀片自动复位并保证密封。锈蚀、积碳和磨损等会造成阀座密封面失效,导致气阀泄漏等故障发生。升程限制器升程过小,气体通道截面小,降低压气效率,升程过大,阀片冲击大,影响阀片寿命。阀片失效的主要形式是变形与折断,阀片的失效几乎全部都与弹簧的失效(折断或严重锈蚀)有关。弹簧的失效,引起阀片工况的变化,阀片受力不均,开启、闭合冲击力变大,可能使阀片在短时间内变形或断裂。阀片工作时要承受交变与冲击载荷,需要有较高的硬度和足够的韧性抗疲劳的能力。阀片发生故障会导致气体通道不能正常开启与关闭,因而造成气体泄漏与回流,造成压缩机吸、排气温度及压力变化;而阀片碎片进入气缸将对活塞—气缸体系造成严重破坏,导致拉缸等严重故障发生。 2.气阀故障诊断。气阀故障诊断常用4 类信号进行故障分析:温度 信号、振动信号、压力信号、噪声信号。一种信号由于监测不同机组部位,又可分为多种类型,比如温度信号就可以分为吸、排气腔温度、缸内气体温度、阀体温度和缸体温度等信号。由于4 类信号对于气阀故障诊断效果不同,因此对于不同的机组情况及诊断需求,应合理选择4 种信号中的一种或者几种类型。用于气阀故障诊断较为理想的信号包括气缸振动信号,气缸缸内压力信号,吸、排气腔温度信号。这里故障诊断采用气缸振动信号和吸、排气腔温度信号用于气阀故障监测与诊断。获取这2 种信号使用的传感器安装便利,易于工程实施;吸、排气腔的气体温度变化不大,容易测量,而且对故障的反应较为敏感;气缸振动信号中有明显的冲击成分,冲击信号的变化可以有效地反映气阀运行状况。同时,将监测振动的加速度传感器安装在十字头部位既可以正常监测气缸振动,也可以有效监测十字头运行状况。由于石化企业很多老式往复压缩机设计时没有在气缸预留压力传感器安装孔,压力传感器安装不便,因此不采用气缸缸内压力信号作为监测诊断信号。 3.阀片断裂故障诊断。某企业由电机驱动的6 缸M 型卧式往复压缩机,介质为氢气,气阀采用环状阀。该机组4#气缸十字头部位安装加速度撞击传感器,监测到振动峰值开始有明显上升趋势,同时4#气缸气阀阀盖部位安装温度传感器监测吸气腔内温度出现升高趋势。状态监测系统针对气阀故障监测在气阀阀盖部位安装温度传感器监测气阀吸气腔、排气腔温度,在十字头部位安装加速度传感器监测十字头及缸体振动。(1)4#缸外吸温度4 开始有升高趋势,其它3 个吸气阀监测温度无明显变化,此时4#气缸十字头部位振动只有微小增大,没有表现出异常振动,可以判断23 日开始,4#气缸外吸温度2 气阀已经出现一些故障,但问题表现不明显。(2)气阀温度趋势图分析:4#气缸外吸温度2,外吸温度4 都开始明显升高,外吸温度2 达到55℃,外吸温度4 达到95 ℃。分析后认为:吸气阀漏气,气缸排气阶段经过压缩后的高温高压气体通过故障吸气阀进入吸气腔,到下一个循环的吸气过程,出现故障的吸气阀吸入上一循环漏入吸气腔的高温高压气体,导致外吸温度2、外吸温度4 吸气温度异常升高。(3)缸体振动趋势图分析:4#气缸振动出现明显增大趋势,该机组4#气缸正常运行状态时,振动峰值值为50 m/s2,10月6 日振动峰值达到111 m/s2,并且有持续上升情况,最高振动值达到250 m/s2。该机组4#气缸正常工作时振动波形图,横坐标角度为曲轴转动角度,0°表示活塞外死点(即活塞离曲轴旋转中心最远距离处)。根据往复压缩机工作原理以及该机组运行状况可知:正常运行状况下,4#气缸盖侧吸气阀在曲柄转角达到50°左右时开启,在振动波形上表现为冲击增大,峰值大约60 m/s2,轴侧吸气阀在曲柄转角达到230°时开启,在振动波形上表现为冲击增大,峰值大约40 m/s2。缸体振动冲击值结合气阀温度趋势图分析可以初步判定气阀阀片断裂、变形等故障可能性较大。 往复压缩机气阀阀片断裂故障特征在气阀温度和缸体振动波形上都会有比较明显的体现,但由于此时故障一般已经达到晚期阶段,如果不能及时对故障进行排除一旦碎片掉入缸道可能会导致活塞损坏或拉缸等严重问题。通过对往复压缩机故障诊断分析,验证该方法的有

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