孟越 陳勝偉 蔣傳杰 朱麗慶 楊溢

（1.沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司透平工藝部 遼寧 沈陽 110869；2.沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司透平設(shè)計(jì)院 遼寧 沈陽 110869）

眾所周知，離心壓縮機(jī)是制造業(yè)企業(yè)非常關(guān)鍵的機(jī)器設(shè)備。假如離心壓縮機(jī)因故障停機(jī)，會(huì)危害全部公司的生產(chǎn)制造乃至停工，將給公司造成較大的財(cái)產(chǎn)損失，所以，任何生產(chǎn)制造企業(yè)都更為關(guān)心離心壓縮機(jī)。離心壓縮機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)離心壓縮機(jī)的常見故障開展預(yù)警信息和正確診斷，所以，公司對(duì)離心壓縮機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用性能和質(zhì)量提出了很高的要求。

1 離心壓縮機(jī)的作用

電動(dòng)機(jī)或平整機(jī)給予離心壓縮機(jī)工作的運(yùn)行以驅(qū)動(dòng)力，選用多機(jī)并接縮小，全部制冷壓縮機(jī)運(yùn)行速度更快、速率范疇寬。因?yàn)樗嵌鄠€(gè)模塊，各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的速率不同。所以，在數(shù)據(jù)信號(hào)收集層面，自動(dòng)控制系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)信息應(yīng)可以融入大范圍的速率，并能精確搜集不同速率下的數(shù)據(jù)信號(hào)，只有這樣，故障的預(yù)估和研究才可以更為精確。離心壓縮機(jī)的主要控制包含溫度、油壓、瓦溫等信號(hào)控制［1］，無論哪個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)超出要求的范疇，都會(huì)終止，所以要求系統(tǒng)具備很強(qiáng)的抗干擾性，并及時(shí)持續(xù)工作，反映出的結(jié)果依然真實(shí)可靠?？刂瓢蹇梢罁?jù)總流量和壓力隨時(shí)轉(zhuǎn)變，完成恒壓調(diào)整和震動(dòng)控制，完成手動(dòng)式、全自動(dòng)轉(zhuǎn)換和警報(bào)作用。為了確保全部離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定性，需要可以清除錯(cuò)誤的動(dòng)作，并具備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自身故障的作用。

2 離心壓縮機(jī)的常見故障

2.1 分析離心壓縮機(jī)故障現(xiàn)象

離心壓縮機(jī)的運(yùn)行動(dòng)力主要來源于電動(dòng)機(jī)或平板電腦，根據(jù)多機(jī)并接縮小，進(jìn)而運(yùn)行離心壓縮機(jī)，完成氣體壓縮。在運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)中，離心壓縮機(jī)根據(jù)控制油溫、油壓、瓦溫等數(shù)據(jù)信號(hào)，使其處在正常工作指標(biāo)值。通常情況下，假如某一數(shù)據(jù)信號(hào)超出工作參數(shù)，則會(huì)出現(xiàn)異常問題。故障具體表現(xiàn)多種形式：打開后沒法載入，制冷壓縮機(jī)工作異常；在離心壓縮機(jī)的常規(guī)運(yùn)作中，制冷壓縮機(jī)發(fā)生顫振狀況，強(qiáng)烈振動(dòng)嚴(yán)重毀壞制冷壓縮機(jī)各構(gòu)件［2］。除此之外，在離心壓縮機(jī)的運(yùn)作中，進(jìn)過濾器發(fā)生了出現(xiàn)異常的臟狀況。根據(jù)對(duì)這種故障狀況的研究和匯總，可以歸納出離心壓縮機(jī)常見故障的因素如下。

2.2 研究離心壓縮機(jī)故障種類

2.2.1 離心壓縮機(jī)發(fā)電機(jī)組運(yùn)作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)異常震動(dòng)導(dǎo)致的故障

首先，離心壓縮機(jī)組件中具有的電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡問題。在離心壓縮機(jī)的安裝和生產(chǎn)過程中，必須從數(shù)個(gè)視角對(duì)原材料和生產(chǎn)加工技術(shù)性開展解析和設(shè)計(jì)，以防造成離心壓縮機(jī)各組件的質(zhì)量分布。例如，離心壓縮機(jī)的原材料損壞比較嚴(yán)重，會(huì)造成生產(chǎn)過程中電機(jī)轉(zhuǎn)子元器件的形變或產(chǎn)品質(zhì)量問題，造成離心壓縮機(jī)發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)作中發(fā)現(xiàn)異常振動(dòng)。

其次，離心壓縮機(jī)浮油震蕩故障。浮油是離心壓縮機(jī)在快速滾動(dòng)下滾動(dòng)軸承造成的一種故障種類。它是浮油力造成的自激振蕩振動(dòng)效應(yīng)，造成離心壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子滾動(dòng)軸承構(gòu)件顯著毀壞。

最后，電機(jī)轉(zhuǎn)子與其密封性間的摩擦故障［3］。電機(jī)轉(zhuǎn)子與其密封性中間的過多摩擦?xí)?yán)重影響離心壓縮機(jī)的運(yùn)作，造成離心壓縮機(jī)的震動(dòng)。摩擦故障有兩個(gè)原因：一是氣封與電機(jī)轉(zhuǎn)子間大傾斜度摩擦導(dǎo)致的元器件損壞；二是氣封與電機(jī)轉(zhuǎn)子之間部分沖擊性導(dǎo)致的元器件損壞故障。

2.2.2 離心壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)故障研究

離心壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)異常主要就是指離心壓縮機(jī)運(yùn)作中各組件的故障。離心壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)異常類型主要包含以下幾個(gè)。一是離心壓縮機(jī)傳動(dòng)齒輪增速器故障。離心壓縮機(jī)在長(zhǎng)期性運(yùn)用中，受高速運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)作的影響，造成制冷壓縮機(jī)傳動(dòng)齒輪破裂或浸蝕。二是離心壓縮機(jī)滾動(dòng)軸承溫度過高。在離心壓縮機(jī)的常規(guī)應(yīng)用中，體溫計(jì)安裝不善或制冷壓縮機(jī)里面的熱電阻設(shè)備毀壞，造成滾動(dòng)軸承溫度上升故障，危害離心壓縮機(jī)的常規(guī)運(yùn)作。三是離心壓縮機(jī)密封性系統(tǒng)異常。離心壓縮機(jī)密封性系統(tǒng)和密封圈是確?？諌簷C(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，但受振動(dòng)分析等要素的影響，非常容易造成油壓小于標(biāo)準(zhǔn)值，造成密閉性降低。

3 離心壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)

3.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)

在離心壓縮機(jī)部分內(nèi)部元器件的故障檢測(cè)中，直接拆裝制冷壓縮機(jī)注意故障檢測(cè)是否現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)階段，離心壓縮機(jī)的故障檢測(cè)可以根據(jù)離心壓縮機(jī)故障與原因間的最優(yōu)控制關(guān)聯(lián)，并根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的確診方式來完成。現(xiàn)階段，在SOM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的幫助下，可以同時(shí)組成分析和競(jìng)爭(zhēng)力的診斷儀。當(dāng)離心壓縮機(jī)運(yùn)作故障時(shí)，故障會(huì)干涉SOM神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，影響原設(shè)定的參數(shù)，造成參數(shù)顯著出現(xiàn)異常。SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以反方向分辨造成參數(shù)轉(zhuǎn)變的故障，并合理定位故障類別。

3.2 根據(jù)視頻分析離心壓縮機(jī)故障檢測(cè)技術(shù)

視頻分析是離心壓縮機(jī)故障檢測(cè)的另一項(xiàng)關(guān)鍵故障檢測(cè)技術(shù)。現(xiàn)階段，小波信號(hào)分析的故障檢測(cè)主要是根據(jù)被確診目標(biāo)的數(shù)學(xué)分析模型來明確離心壓縮機(jī)的常見故障點(diǎn)。普遍的小波變換故障檢測(cè)方式有以下幾種。

（1）選用小波分析檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)突變的確診方式。小波分析技術(shù)主要是根據(jù)多尺度研究獲取數(shù)據(jù)信號(hào)的奇怪點(diǎn)，完成噪音和數(shù)據(jù)信號(hào)邊沿的檢測(cè)。在離心壓縮機(jī)的機(jī)械振動(dòng)故障中，相對(duì)應(yīng)的觀察數(shù)據(jù)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生奇怪的轉(zhuǎn)變［4］，這時(shí)，可直接應(yīng)用小波分析來檢驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)信號(hào)的奇怪點(diǎn)，進(jìn)而明確體系的故障點(diǎn)。

（2）觀察數(shù)據(jù)信號(hào)頻率構(gòu)造變動(dòng)的故障檢測(cè)方式。視頻分析技術(shù)中的多屏幕分辨率研究可以描述數(shù)據(jù)信號(hào)的頻帶時(shí)間轉(zhuǎn)變，合理觀察和搜集數(shù)據(jù)信號(hào)在某一時(shí)刻的次數(shù)遍布和頻率遍布特點(diǎn)。當(dāng)離心壓縮機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，觀察到的數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)類型會(huì)略有不同。所以，依據(jù)對(duì)應(yīng)的故障測(cè)試優(yōu)化算法，可以得到數(shù)據(jù)信號(hào)的奇異值特點(diǎn)引流矩陣，完成離心壓縮機(jī)的多故障檢測(cè)。

（3）根據(jù)系統(tǒng)沖激響應(yīng)函數(shù)公式的小波分析的故障診斷方式。離心壓縮機(jī)的系統(tǒng)異常會(huì)造成體系結(jié)構(gòu)與傳輸函數(shù)公式的轉(zhuǎn)變，所以，其對(duì)應(yīng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)必定會(huì)產(chǎn)生變化，這類轉(zhuǎn)變可以根據(jù)小波分析指數(shù)反應(yīng)產(chǎn)生。在小波分析技術(shù)性中，有一個(gè)小波分析系統(tǒng)，它有一個(gè)比較大的模具，可以鑒別離心壓縮機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)點(diǎn)均值的變化規(guī)律，進(jìn)而分辨小波變換形變是否產(chǎn)生故障。

（4）運(yùn)用小波分析特點(diǎn)的確診方式［5］。小波分析實(shí)質(zhì)上是一種濾波器，可完成離心壓縮機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)的過濾，開展除噪解決，直接獲得系統(tǒng)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)信號(hào)，從導(dǎo)出數(shù)據(jù)信號(hào)中發(fā)現(xiàn)故障。

4 分析離心壓縮機(jī)故障現(xiàn)象

離心壓縮機(jī)運(yùn)行后不能載入，這里我們說的不載入，是離心壓縮機(jī)工作全過程，設(shè)備機(jī)床主軸離心葉輪因?yàn)楦咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)，造成很多氣體，假如氣體速度快于排氣管速率，機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的壓力會(huì)慢慢上升，閥門會(huì)開啟，盡管制冷壓縮機(jī)顯示載入，但事實(shí)上制冷壓縮機(jī)沒有工作。導(dǎo)致這種情況的因素是沒有在縮小機(jī)上安裝控制運(yùn)行速率的控制板，使空壓機(jī)的運(yùn)行速率過快，負(fù)載過大，制冷壓縮機(jī)不能正常工作。

在離心壓縮機(jī)系統(tǒng)故障中，顫振是制冷壓縮機(jī)的一種獨(dú)特狀況。所謂顫振狀況，就是指在制冷壓縮機(jī)運(yùn)作環(huán)節(jié)中，假如負(fù)載小于要求范疇值，便會(huì)毀壞正常的氣體運(yùn)輸，使制冷壓縮機(jī)氣體不規(guī)律排出，制冷壓縮機(jī)振動(dòng)強(qiáng)烈。在這個(gè)情況下工作是十分危險(xiǎn)的，它還會(huì)繼續(xù)毀壞制冷壓縮機(jī)的其他構(gòu)件。在嚴(yán)重的情形下，會(huì)產(chǎn)生一些困難的安全事故，導(dǎo)致不能補(bǔ)救的損害。離心壓縮機(jī)喘振的首要因素是操縱每一個(gè)氣體的循環(huán)［6］。

離心壓縮機(jī)進(jìn)過濾器阻塞，排氣管溫度高。在離心壓縮機(jī)運(yùn)作環(huán)節(jié)中，冷卻循環(huán)水壓過低，造成排氣管溫度高。導(dǎo)致這種情況的最重要原因是進(jìn)過濾器臟，需要終止清理。假如油壓過低，快速離心壓縮機(jī)會(huì)毀壞；假如制冷壓縮機(jī)的密封性油壓不符合規(guī)定，則可能造成氣缸氣體氣堵和油運(yùn)作；假如控制油壓較低，發(fā)電機(jī)組可能跳出，油壓過低的因素是保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)故障。

5 離心壓縮機(jī)故障的改進(jìn)研究

在分辨和明確離心壓縮機(jī)的系統(tǒng)故障類別和常見故障點(diǎn)后，必須及時(shí)開展離心壓縮機(jī)的故障問題處理。同時(shí)，還必須制定一系列健全的離心壓縮機(jī)工作規(guī)范，合理地預(yù)防一些常見故障問題。

5.1 離心壓縮機(jī)系統(tǒng)故障處理技術(shù)

5.1.1 振動(dòng)故障的處置方式

第一，針對(duì)離心壓縮機(jī)運(yùn)作中產(chǎn)生的出現(xiàn)異常振動(dòng)故障，必須對(duì)癥治療，采用有目的性的方法開展有效的控制。例如，離心壓縮機(jī)在臨界點(diǎn)轉(zhuǎn)速比中發(fā)生振動(dòng)比較大的故障，可以利用調(diào)節(jié)臨界值轉(zhuǎn)速比合理處理震動(dòng)過大的問題。

第二，針對(duì)浮油振動(dòng)故障，離心壓縮機(jī)體系結(jié)構(gòu)的參數(shù)可以設(shè)定，如調(diào)節(jié)電流量釉頸和電流釉瓦的軸力值，降低滾動(dòng)軸承相對(duì)高度運(yùn)作導(dǎo)致的振動(dòng)問題。

第三，針對(duì)踢振常見故障的處理，離心壓縮機(jī)必須設(shè)定在顫振工作參數(shù)內(nèi)。與此同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案顫振維護(hù)系統(tǒng)軟件，操縱離心壓縮機(jī)無顫振。

5.1.2 輔助系統(tǒng)的故障問題解決方式

查驗(yàn)離心壓縮機(jī)的構(gòu)件。在離心壓縮機(jī)的應(yīng)用中，假如機(jī)床主軸、離心葉輪等構(gòu)件毀壞或松動(dòng)，輔助系統(tǒng)便會(huì)產(chǎn)生多種故障，這就規(guī)定對(duì)離心壓縮機(jī)的各種各樣構(gòu)件開展定期維護(hù)。

5.2 優(yōu)化升級(jí)離心壓縮機(jī)系統(tǒng)

5.2.1 定期對(duì)離心壓縮機(jī)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。

在目前，離心壓縮機(jī)的振動(dòng)常見故障可能是因?yàn)橹评鋲嚎s機(jī)內(nèi)部構(gòu)件老化，所以要按時(shí)清理機(jī)械零部件，并開展內(nèi)部構(gòu)件的潔凈和拆換。例如，離心壓縮機(jī)擋板和離心葉輪中間有疤痕，必須立即清除疤痕。

5.2.2 必須做好工業(yè)設(shè)備的日常維護(hù)工作

離心壓縮機(jī)的一些常見問題是可掩藏的，通常遭受某些小問題的影響，隨后產(chǎn)生更多方面的故障問題?，F(xiàn)階段的日常維護(hù)工作精密度不足、專業(yè)能力不高，這一規(guī)定可以進(jìn)一步提高日常設(shè)備維護(hù)管理的實(shí)效性。一方面，必須應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)器設(shè)備，開展離心壓縮機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)元器件的故障調(diào)研，如應(yīng)用激光器校準(zhǔn)儀器設(shè)備等機(jī)器設(shè)備，以降低維護(hù)偏差。另一方面，還要提升離心壓縮機(jī)維護(hù)員工的專業(yè)水準(zhǔn)，以保證其可以選用高效率的維護(hù)方式，提升維護(hù)工作的品質(zhì)。除此之外，還必須創(chuàng)建技術(shù)專業(yè)的維護(hù)精英團(tuán)隊(duì)，完成對(duì)離心壓縮機(jī)故障的及時(shí)調(diào)研和故障維護(hù)把控。在建立檢修團(tuán)隊(duì)的歷程中，必須留意的是，維修人員具備較高的專業(yè)水準(zhǔn)，可以精確運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)性或小波分析研究技術(shù)性確診離心壓縮機(jī)故障，并規(guī)定維修人員具備較好的職業(yè)道德規(guī)范，可以及時(shí)處理問題，合理地防止和控制問題。

5.2.3 優(yōu)化和提高離心壓縮機(jī)組件的質(zhì)量和技術(shù)

當(dāng)今，離心壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)件的品質(zhì)和工藝問題將影響離心壓縮機(jī)的常規(guī)運(yùn)作秩序，這就需要提升和更新離心壓縮機(jī)的安裝和生產(chǎn)制造，如挑選高品質(zhì)的原材料拼裝離心壓縮機(jī)。在密封性系統(tǒng)和密封圈的制定中，新的高分子材料可以用于替代傳統(tǒng)的鋁原材料。

5.3 控制發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速

當(dāng)離心壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)氣壓發(fā)電機(jī)組正常生產(chǎn)制造時(shí)，其轉(zhuǎn)速由DSC上的壓力控制器控制，以調(diào)整轉(zhuǎn)速比，將控制設(shè)備的轉(zhuǎn)速在要求標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。無論發(fā)電機(jī)組是運(yùn)行或是關(guān)掉，在此全過程中，速率控制可以切換開關(guān)開展手動(dòng)式或自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)控制和控制設(shè)備的轉(zhuǎn)速比。

5.4 喘振自動(dòng)控制系統(tǒng)

喘振自動(dòng)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)流程通常包含暖空氣、強(qiáng)冷空氣循環(huán)系統(tǒng)和強(qiáng)冷空氣旁通閥循環(huán)系統(tǒng)。這里的熱力循環(huán)全過程就是指當(dāng)制冷壓縮機(jī)的操作點(diǎn)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，為了避免制冷壓縮機(jī)的實(shí)際操作點(diǎn)貼近或達(dá)到喘振點(diǎn)，制冷壓縮機(jī)出入口的氣體從制冷壓縮機(jī)出入口逆止閥的上下游循環(huán)系統(tǒng)到制冷壓縮機(jī)的通道，即根據(jù)提升制冷壓縮機(jī)的總流量來防止顫振狀況。強(qiáng)冷空氣循環(huán)系統(tǒng)過程與暖空氣循環(huán)系統(tǒng)過程類似，當(dāng)制冷壓縮機(jī)的操作點(diǎn)做到設(shè)定值時(shí)，制冷壓縮機(jī)出入口氣體根據(jù)喘振控制板循環(huán)系統(tǒng)到空壓機(jī)通道，提升制冷壓縮機(jī)總流量，避免顫振狀況。熱旁路電路就是指全部自動(dòng)控制系統(tǒng)考慮到熱力循環(huán)和冷循環(huán)系統(tǒng)，全部自動(dòng)控制系統(tǒng)以熱循環(huán)為關(guān)鍵方式，冷循環(huán)系統(tǒng)以調(diào)整方式存在，由于這不但照顧了熱循環(huán)，并且融合了冷循環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷，進(jìn)而擺脫了過去單一化循環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷。

6 未來離心壓縮機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展

從近些年離心壓縮機(jī)的運(yùn)用狀況可以看出，發(fā)電機(jī)組的效果和可靠性不斷提升，要加強(qiáng)離心壓縮機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的水準(zhǔn)，逐步推進(jìn)智能化系統(tǒng)。其中，速率控制和防震控制系統(tǒng)愈來愈完善，確保了自動(dòng)控制系統(tǒng)的整體水準(zhǔn)愈來愈高，但發(fā)電機(jī)組防震系統(tǒng)并未徹底完成全自動(dòng)化技術(shù)。為了更好地完成全自動(dòng)化技術(shù)，還需要更好的模擬控制軟硬件。

7 結(jié)語

總而言之，伴隨著社會(huì)現(xiàn)代化的進(jìn)一步加快，離心壓縮機(jī)具備自身的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)和成本效益，市場(chǎng)使用率愈來愈高。為了更好地合理確保離心壓縮機(jī)的常規(guī)運(yùn)作，需要能夠開展離心壓縮機(jī)運(yùn)作質(zhì)量管理，合理防止普遍的振動(dòng)故障、輔助系統(tǒng)異常等問題。同時(shí)，針對(duì)一些必然的常見故障問題，需要選用高效率的故障檢測(cè)技術(shù)，以提升故障檢測(cè)的效率。除此之外，還需要制定有目的性的改善對(duì)策，開展離心壓縮機(jī)機(jī)器設(shè)備清理、離心壓縮機(jī)構(gòu)件原材料拆換等。