探究離心壓縮機(jī)穩(wěn)定性預(yù)測與優(yōu)化

孫丹紅

(連云港沃利帕森工程技術(shù)有限公司南京分公司，江蘇 南京 210013)

探究離心壓縮機(jī)穩(wěn)定性預(yù)測與優(yōu)化

孫丹紅

(連云港沃利帕森工程技術(shù)有限公司南京分公司，江蘇 南京 210013)

在我國的工業(yè)化建設(shè)中，對(duì)于離心壓縮機(jī)的運(yùn)用呈現(xiàn)比較普遍的趨勢，使有效促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，所以對(duì)于離心壓縮機(jī)的研究也得到了相關(guān)人士的注意，離心壓縮機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)行的環(huán)境較為復(fù)雜，所以會(huì)在運(yùn)行中出現(xiàn)許多的故障，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)如果沒有進(jìn)行及時(shí)的處理將會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)的有序運(yùn)行。所以對(duì)于離心壓縮機(jī)出現(xiàn)故障找到有效的解決方法并加以解決以實(shí)現(xiàn)對(duì)離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定性對(duì)其發(fā)展有著重要的意義。本文首先對(duì)離心壓縮機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討，然后通過具體的技術(shù)方法來有效的加強(qiáng)離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定性。

離心壓縮機(jī)；故障分析；穩(wěn)定性優(yōu)化

離心壓縮機(jī)的使用在我國應(yīng)用比較廣泛，它具有體積小、操作簡單、工作效率高等特點(diǎn)，并且其維修費(fèi)用也不需要花費(fèi)很大的價(jià)錢以及不容易受到氣體污染等優(yōu)點(diǎn)，所以對(duì)于離心壓縮機(jī)的使用已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象。尤其是在我國的石油化工中更是得到廣泛的應(yīng)用，并且在電子系統(tǒng)領(lǐng)域和航空航天工程領(lǐng)域以及冶金行業(yè)都得到運(yùn)用。因此對(duì)于離心壓縮機(jī)進(jìn)行故障的維護(hù)，保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性已經(jīng)成為了我們迫切需要結(jié)局的問題。

一、壓縮機(jī)失穩(wěn)的故障

在離心壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中會(huì)發(fā)生許多的故障而這些故障的成因多半是因?yàn)闄C(jī)器振動(dòng)造成的，并且每一種故障的形成都有其特殊的表現(xiàn)規(guī)律和特征，因此對(duì)于保證離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定性就要從失穩(wěn)的故障中進(jìn)行解決。而壓縮機(jī)的失穩(wěn)情況主要是由轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定造成的，具體的造成轉(zhuǎn)子失穩(wěn)的原因有：

1.離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡，

轉(zhuǎn)子的不平衡是因?yàn)檗D(zhuǎn)子的頁面的質(zhì)量分布不平衡，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡現(xiàn)象是由多種原因造成的，從裝配過程誤差的出現(xiàn)到轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的不足再到轉(zhuǎn)子本身的材質(zhì)缺陷等都可以造成轉(zhuǎn)子的不平衡。

2.離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子不對(duì)稱

離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子不對(duì)稱，是指相互挨著的兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線與整個(gè)離心壓縮機(jī)的軸承的中心線發(fā)生偏移或者傾斜的現(xiàn)像，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，也有其特定的規(guī)律，在離心壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)難以避免的會(huì)發(fā)生一定的振動(dòng)現(xiàn)象，這樣就會(huì)使內(nèi)部的轉(zhuǎn)子隨著時(shí)間的推移而發(fā)生偏移，這樣就會(huì)造成轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定性。

3.離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲

離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲，具體的特征是轉(zhuǎn)子的軸心線呈現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象，造成轉(zhuǎn)子彎曲的原因有的是因?yàn)榍捌谵D(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的不合理或者材質(zhì)使用不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐傻?，有的是因?yàn)楹笃谠陔x心壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)暖機(jī)的操作不合理或者轉(zhuǎn)子的負(fù)荷過大等其它運(yùn)作的不合理因素造成轉(zhuǎn)子彎曲。

4.離心壓縮機(jī)的油膜渦動(dòng)

油膜的渦動(dòng)也是造成離心壓縮機(jī)不穩(wěn)的重要原因，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)橛湍?dòng)力學(xué)的滑動(dòng)軸承的具體特性而引起的，具體的表現(xiàn)形式是當(dāng)軸承出現(xiàn)縫隙或者磨損的現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)使油膜產(chǎn)生渦動(dòng)，再者在離心壓縮機(jī)的前期設(shè)計(jì)時(shí)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)或者潤滑油的參數(shù)發(fā)生改變都會(huì)產(chǎn)生油膜渦動(dòng)的現(xiàn)象?？傊x心壓縮機(jī)的不穩(wěn)定性是由多種因素造成的，除了這些常見的因素之外離心壓縮機(jī)的機(jī)械螺絲松動(dòng)或者壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速等現(xiàn)象都會(huì)造成離心壓縮機(jī)的不穩(wěn)定。

二、有效保障離心壓縮機(jī)穩(wěn)定性的技術(shù)探究

1.對(duì)離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制

前面我們提到每一個(gè)造成離心壓縮機(jī)不穩(wěn)定的因素，幾乎都是由于異常的振動(dòng)而造成的，所以想要準(zhǔn)確的對(duì)故障進(jìn)行診斷并加以解決可以運(yùn)用電磁波的類型來進(jìn)行控制。離心壓縮機(jī)在這正常運(yùn)行的時(shí)候它的轉(zhuǎn)數(shù)主要是由DSC上的壓力控制器來進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的，DSC上的壓力控制器能夠很好的把轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)控在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，所以解決轉(zhuǎn)子故障的方法應(yīng)該要分析轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)速度的頻譜波形，然后通過壓力控制器來來調(diào)控機(jī)組的轉(zhuǎn)數(shù)，運(yùn)用自動(dòng)和手動(dòng)選擇開關(guān)對(duì)轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)還可以對(duì)離心壓縮機(jī)的升降組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)子失速的頻譜圖如圖2所示：

圖1：轉(zhuǎn)子失速的波形特征和頻譜特征

2.潤滑油的溫度控制

離心壓縮機(jī)中對(duì)于潤滑油的溫度有明確的要求，在離心壓縮機(jī)正常工作時(shí)，潤滑油的溫度應(yīng)保持在49攝氏度，在壓縮機(jī)中對(duì)于潤滑油溫度的控制主要是通過油溫控制閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)的，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)潤滑油的溫度沒有保持在特定的值上的時(shí)候，要通過手動(dòng)溫度控制閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)。令一種方法也可以對(duì)冷油器中的冷卻水來進(jìn)行調(diào)節(jié)，用這種方法是針對(duì)潤滑油溫度過高時(shí)，沒有辦法通過油溫控制閥來進(jìn)行快速的調(diào)節(jié)時(shí)可以切換到用冷油器進(jìn)行控制。

3.離心壓縮機(jī)喘振控制

離心壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象是造成離心壓縮機(jī)不穩(wěn)定的重要因素，喘振的產(chǎn)生主要是因?yàn)樵陔x心壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，因?yàn)楣r的變動(dòng)使離心壓縮機(jī)的氣動(dòng)參數(shù)和正常的幾何參數(shù)不能保持一致性，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的脫離機(jī)組，造成非常嚴(yán)速的失重現(xiàn)象，這樣就會(huì)在一定程度上造成喘振現(xiàn)象的發(fā)生，但不是所有的失速現(xiàn)象都能造成喘振，喘振現(xiàn)象的發(fā)生還與管網(wǎng)的運(yùn)行有著很大的關(guān)系。在國際上對(duì)于喘振的控制一般都是通過被動(dòng)的非線性模型進(jìn)行預(yù)測控制，離心壓縮機(jī)防喘振的線性預(yù)測模型如圖2所示：

圖2：離心壓縮機(jī)防喘振非線性模型預(yù)測控制框圖

這種方法可以根據(jù)機(jī)組的歷史運(yùn)行軌跡以及未來輸入的情況來預(yù)測未來的輸出情況，并且通過預(yù)測可以盡量的縮小輸出的能量并且保持機(jī)組能夠沿著參考的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。所以在預(yù)測控制系統(tǒng)中可也加入預(yù)防喘振發(fā)生的限制性條件，然后當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速失穩(wěn)時(shí)，對(duì)將要發(fā)生的喘振現(xiàn)象進(jìn)行合理的預(yù)測，然后對(duì)其進(jìn)行有效的控制。

三、結(jié)語：

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大，離心壓縮機(jī)一定還會(huì)得到更廣泛的運(yùn)用，所以有效的對(duì)其進(jìn)行研究和分析，是保證工業(yè)生產(chǎn)有序運(yùn)行的重要保障。離心壓縮機(jī)的真?zhèn)€機(jī)組的工作模式是非常復(fù)雜的，氣體在壓縮機(jī)的壓縮，不僅會(huì)受到物理變化的影響，同時(shí)還會(huì)受到動(dòng)力系統(tǒng)的控制，所以對(duì)于離心壓縮機(jī)穩(wěn)定性的控制也需要從多方面去進(jìn)行分析和片段，我們應(yīng)該不斷的提高工藝技術(shù)水平，對(duì)造成壓縮機(jī)的不穩(wěn)定因素進(jìn)行合理的控制，以保證離心壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。

[1]寧喜.離心壓縮機(jī)穩(wěn)定性預(yù)測與優(yōu)化[D].北京化工大學(xué),2013.

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