离心压缩机使用中存在的问题检测与解决

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离心压缩机使用中存在的问题检测与解决

2011-6-8 22:04:57

　离心压缩机是天然气输送的关键设备，在运行中出现故障而停机不仅会影响正常的生产，所造成的经济损失更是无法估量。振动信号是当前离心压缩机状态监测和故障诊断的主要信号源。针对压缩机的各个关键部位，出厂数据册中都有相应的振动限值，此外GB/ T6075. 3 2001等相关标准也对压缩机各个测点振动值做出了规范，但是这些标准所包含的限值通常是压缩机振动的上限值，即保护停车值，而且在机组正常运行中并不能及时、准确地反映压缩机的运行状态。本文通过对压缩机历史振动数据分类筛选，提取其标准值及超限值，建立压缩机振动标准，并获得针对单台压缩机不同振动指标的振动标准库，以此标准库为参照，精确地判断压缩机的运行状况，从而实施机组状态预警。

　　1诊断标准的建立原理通常，压缩机在投产时会配有相应的数据监测系统，该系统用于采集、存储压缩机运行数据。建立诊断标准所用到的数据可以直接从该数据库提取。

　　通过数据截取、去除跳变值和提取标准3个步骤建立所需标准库。

　　1. 1数据截取压缩机诊断标准的建立应基于压缩机运行良好下的状态参量。压缩机在线振动监测系统所采集存储的数据包含其各种状态之下的振动信号，不能直接作为建立标准的数据源。因此在数据截取的过程中，应结合维修保养报告，截取压缩机机组2次保养间正常运行且状态好的历史运行数据，并从中提取每个测点正常运行时的振动值，从而形成压缩机良好运行的精简数据库。

　　1. 2去除跳变值数据截取后形成的数据库仅仅从时间历程上去除了压缩机运行恶劣时的振动数据，但是其中依然包含由于压缩机运行时的启停机、机组工况改变或数据采集器不稳定等原因所产生的数据跳变值，该跳变值的幅值远远偏离压缩机正常运行振动幅值，大大地影响了诊断标准值的计算，因此在计算获得标准值前应去除此类跳变值，以获得建立诊断标准所需的精简而有效的数据源。

　　1. 3提取标准以经过上述步骤后所形成的数据库为数据源提取压缩机诊断标准。以某一测点振动指标1倍频为例，取该测点所有1倍频幅值平均值ave= 1 nn i= 1 x i，作为诊断标准值；将该测点1倍频的大值与平均值的差，即（max（x i）- ave），作为诊断超限值。平均值用来确定该特征值的振动水平，超限值用来限定该特征值的变化范围，当实测值Y大于标准值与超限值的和时，压缩机监测系统发出报警，表示其运行状态不良。此外超限值还可用来计算超限率，进而衡量实测值Y在非报警情况下的状态等级。超限率= max（x i）- Y（max（x i）- ave）？100%，当25%时，运行状态为优；当26% 50%时，运行状态为良；当51% 75%时，运行状态为中；当76% 99%时，运行状态为差。不同状态等级的判断界线可以根据实际情况进行调整。

　　同样，用上述方法计算所有测点各个特征值的平均值即可获得不同测点不同特征值所对应的诊断标准值，从而获得超限值，继而形成压缩机新的诊断标准库。

　　2应用

　　2. 1陕京线天然气压缩机诊断标准的建立在陕京线，已有8台离心压缩机组安装了在线振动监测系统。该系统具有良好的数据采集功能并能提供丰富的振动图谱，能够形成一个全面丰富的压缩机振动数据库。该系统的诊断虽然已智能化，但仍不能评估机组工况的劣化程度，实施机组的运行状态预警，以至于仍采用机器出厂资料中的振动限定值或一般旋转机械的振动标准作为机组的保护值。本方法主要用于建立单台机组个性化振动标准，评估机组的运行状态，实施机组运行情况预警，从而达到指导机组维修的目的。

　　本方法提取了8台压缩机近3 a来的历史数据作为样本，每台选取压缩机前径向轴承及后颈径向轴承X Y方向振动测点，标号VE 701X、VE 701Y、VE 702X和VE 702Y四个测点、每测点20 000个数据点，每个数据点5个特征值，共320万个特征值，建立了单台机组个性化的标准库。

　　2. 2 2中间压气站B压缩机的诊断表1列出了陕京线8台压缩机共32个测点的通频值、1倍频、2倍频的标准值和超限值。通频值是用来反映测点的整体振动情况，1倍频用来反映转子不平衡的情况< 5>，2倍频用来反映转子不对中的情况，当实测值大于标准值与超限值的和，则发出报警。按照新建的振动标准库编制监测软件，并对陕京线8台天然气压缩机进行实时监测和故障诊断。在2009 02 27发现2中间压气站的B机组测点1和测点2的1倍频超限，如，判断为压缩机转轴不平衡，而此时根据通用标准进行振动监测的系统并没有报警。

　　在接下来的机组保养过程中，技术人员通过解体压缩机发现压缩机有明显的转轴不平衡，与诊断结论完全吻合。

　　3结论本文提出了一种建立压缩机振动诊断标准的新方法，该方法根据离心压缩机的历史振动数据，有针对性地建立了压缩机的个性化振动标准库。在实际应用中，诊断结果和实际情况完全吻合，表明该方法成熟可靠，能够及时、准确地反映压缩机的运行状态，诊断出压缩机的故障。

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