化工裝置壓縮機故障診斷技術方法

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摘要：壓縮機是化工企業生產裝置中最重要的一種動設備，一般壓縮機出現故障會導致整個生產裝置的停車檢維修，嚴重影響化工裝置的安全運行和經濟效益。本文主要是對化工企業壓縮機故障診斷及相關故障預防解決措施進行了分析探討，以促進化工企業生產裝置實現安全、平穩生產。

關鍵詞：壓縮機；振動法；故障診斷；化工

1化工企業壓縮機相關概述

冷凍機等壓縮機是化工生產過程中極其重要的機器設備，不同的生產環節、生產類型，所涉及應用的壓縮機類型也各不相同，主要分為往復式壓縮機與離心式壓縮機兩種。一般來說，功率在120kW以下的屬于小型壓縮機；功率在120～1000kW的是中型壓縮機；超過1000kW的則屬于大型壓縮機。目前，在化工生產中較為常用的往復式壓縮及包括有橫臥雙動式、直立單功多缸通流式、汽缸互成角度排列式等不同形式，具備較為廣泛的應用范圍，在蒸氣比容較小，單位體積氣體壓縮能力大的運行環節較為適用。而離心式壓縮機則較為適用于蒸氣比容大、單位體積壓縮能力要求小的生產環節。壓縮機的制造材料質量與精度上都有著較高要求，涉及的零部件也較多，因此，在長時間運行中一旦出現磨損，或是人為操作失誤，基于導致壓縮機組設備出現故障，進而影響化工生產的順利進行，甚至還會導致嚴重的安全事故。

2化工壓縮機故障診斷技術方法

2.1參數診斷法。參數診斷法主要是根據對壓縮機不同運行階段的參數值進行選取，并和相應的基準數據進行對比，若是運行參數超出正常運行值范圍，則表示壓縮機運行存在故障。接著，對相應故障階段進行繼續分析，進而確定設備故障所在，并進行修理。在設備參數選擇方面有著多個不同角度，如熱力參數、壓力參數等。其中，熱力參數診斷技術應用最常見。壓縮機運行過程中，通過對溫度、壓力測量值進行監控，對照其正常范圍值，判斷壓縮機運行情況，對超出的范圍值進行進一步分析，以確定設備故障范圍。參數診斷法在確定故障具體位置上仍然有著一定局限性。通過采取施工圖以及信號判斷、數據分析，實現更為具體、準確的故障判斷。但是，由于施工圖測量較為煩瑣，對測量設備與操作專業性的要求也較高，準確率也極易受到外界因素影響。必須使用一些測量簡便、容易數據，才能提升參數法的進一步精確。2.2振動法診斷技術。壓縮機在運行時，各個零件協同運動難免出現振動與噪音，通過對振動與噪音值進行監測、測量，觀察其是否在規定范圍來判斷其正常與否。在實際操作過程中，對于壓縮機振動值監測較為容易，而對于噪音監測則極易受到外部環境影響，出現測量值偏大現象。因此，在實際應用過程中，主要通過對振動值監測來實現對壓縮機故障判斷。因為壓縮機運行涉及多個零部件，產生的振動信號也比較繁雜，多種類型信號交加，為故障信息的準確判斷帶來較大難度，目前，在振動信號提取方面的方法主要有時域征兆與頻域征兆兩種，通過與標準振動圖譜進行比對來實現對壓縮機故障點的判斷。然而，振動圖譜在獲取過程中需要經過大量復雜的實驗，需要投入大量成本。而且存在圖譜識別難度大，振動鑒別測量困難，而且必須基于機器產生零部件接觸振動為前提。因此，這種方法在壓縮機連接件松動、齒合摩擦變化等故障診斷中，有著較好的應用效果。2.3油液分析診斷法。壓縮機組中接觸摩擦相對運動會導致設備零部件出現磨損，潤滑油的運用極為重要。實際上，壓縮機不同運行階段，潤滑油也會產生不同的衰敗長度，產生不同數量、尺寸、形狀特征的磨損微粒。所以，潤滑油中包含了壓縮機運行狀態的重要信息。油液分析法則是采集潤滑油樣品，并使用相關檢測技術對樣品中磨損微粒進行分析、判斷，對壓縮機磨損情況進行定量與定性分析，同時，對其運行趨勢進行有效預測。油液分析的過程主要包括潤滑油性能衰敗分析與磨損微粒分析。其主要步驟有取樣、樣品制作、數據監測與收集、診斷結論等環節。鑒于油液法主要以對磨損微粒進入潤滑劑形成的規律變化為依據對壓縮機運行狀態進行客觀判斷，要求不同摩擦零件有著獨特的組成成分，才能通過對潤滑油中微粒成分、形狀分析對故障情況進行準確判斷。而油液分析診斷法存在分析周期長，實時檢測能力差的不足，而且前提是壓縮機氣缸使用的是潤滑油氣缸。因此，油液法主要運用在對壓縮機曲軸箱磨損狀況的監測，常常作為壓縮機故障診斷的輔助技術手段。

3化工企業壓縮機故障解決對策

3.1氣封材料調整。對于壓縮機振動問題的解決可以在準確診斷的前提下，可以通過更換氣封材料進行解決。一般來說，壓縮機較常用的氣封材料大多是鋁制品，其在長期使用過程中基于出現氧化現象而被腐蝕破壞其氣封性，導致轉子在運行時出現較大的摩擦振動。而對腐蝕位置進行清理極為困難，極易導致氣封結構變形、斷裂，造成更大的故障問題。因此，需要有效提升氣封材料性能，才能避免振動情況發生。例如，采用化學性能較為穩定的四氟材料替代鋁制材料，則能夠很好地避免元器件腐蝕問題，有效地減小氣封變形風險，緩解和解決壓縮機振動問題。3.2氣缸故障應對。壓縮機氣缸破裂、爆炸是較為嚴重的運行事故，這些事故在發生之前，通常存在一些故障預兆，最明顯的就是氣缸部分發生異常響聲。在實際運行過程中，氣缸出現異常聲響的原因主要是由于缸內存在積水而造成水錘現象，或者是氣缸的止點過小而出現金屬沖擊，又或者是螺母、活塞桿出現松動等。對于氣缸故障應在第一時間切斷機器電源，進行全面檢修。氣缸等部件處于高溫高壓環境運行，因此，必須待其充分冷卻后方可進行檢修工作。首先，要做的就是診斷和解決漏水故障，接著是對螺母的緊固性、活塞的氣密性，以及相關零部件是否正常進行檢查，及時維修和更換問題部件。對于氣缸破裂故障尤應重視，必須由專業人員進行檢修，并對運行現場進行分析，確定和有效排除故障原因后方可重新開機，避免出現類似故障。3.3壓縮機清理。做好壓縮機清理工作，能夠大幅減小振動問題發生概率，其重點在于對葉輪與隔板的清理。壓縮機長時間高速運行，在葉輪與隔板處極易出現結疤現象，影響壓縮氣量的吸入，破壞轉子運轉平衡，導致嚴重資源浪費，也嚴重損傷壓縮機使用壽命，因此，必須及時做好對壓縮機葉輪與隔板的清理工作?？刹捎迷谠O備進氣口進行反復注水的方式清理，借助葉輪的離心作用去除結疤。但是，在設備高速運轉時，直接注水清洗可能會使設備損壞，為此可事先對水進行霧化處理以降低水對設備產生的壓力。對于沙塵的清理，宜采用二氧化碳進行清理，能夠有效保護設備并實現較好的清理效果。3.4冷卻管置換。壓縮機熱量交換中，最重要的部件就是冷卻管。采用波紋管換熱器代替傳統的冷卻管能夠大幅增加氣體與水進入壓縮機的量，同時，提升冷卻效率，進而有效緩解結疤現象，確保壓縮機的正常運行。在一些外部因素影響作用下，壓縮機運行會出現設備堵塞而引起振動問題，換熱器的應用可以有效避免外部因素對壓縮機運行的影響，達到提升壓縮機運行效率的目的。3.5排氣量不足的解決。在化工企業中壓縮機常見的故障之一就是排氣量不足，導致該問題出現的原因主要有：第一，進出氣口的濾清器發生堵塞，這是因為吸氣管長度偏長，加上管子直徑較小，所以難以順暢地排出濾清器部位的積垢，加大了吸氣阻力，導致壓縮機排氣量偏低。要想解決該問題，則需要定期清洗濾清器，如果條件許可，可以將壓縮機的吸氣管更換掉。第二，壓縮機轉速過低，導致排氣量減低。所以，要想解決該故障，則需要嚴格根據相應標準來操作壓縮機，確保其內部各項零件不會發生損耗。3.6加強設備故障診斷與檢修。有效的故障診斷和有計劃的設備檢修是減少壓縮機運行故障、延長壓縮機使用壽命最為有效的方法。首先，應加強對故障診斷技術的應用，能夠在第一時間發現設備運行異常情況并確定故障位置，進而采取有效措施進行控制。其次，加強現代化檢修技術的應用，有效解決檢修工作空間小的限制，提高檢修精度，進而將檢查工作誤差控制在最小范圍內。還可以通過在壓縮機內部設置檢測系統實現對其運行狀況的實時監測，提升檢測效率，降低工作壓力。最后，化工企業還應高度重視對故障診斷與維修人員的培訓力度，通過聘請專家進行定期培訓、現場指導，或者提高外出交流學習的機會來有效提升人員的專業水平。同時，建立和落實有效的獎懲機制與檢修工作機制，有效提升檢修人員的積極性、主動性。

4結語

在化工生產過程中，冷凍機等壓縮機是較常用的生產設備，壓縮機的正常、穩定運行是化工企業安全生產的重要保障。這些壓縮機在長時間運行過程中會由于磨損、人為操作失誤等原因而發生各種故障，嚴重影響化工生產的正常運行。因此，化工企業必須采取有效措施加強對壓縮機故障診斷，進而采取積極應對措施確保壓縮機組的正常運行，為化工生產的正常、穩定、安全進行提供保障。

參考文獻：

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作者:趙國棟 單位:趙國棟