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摘要：目前，压缩机的应用范围不断扩大，逐渐渗透到天然气、家用电器、企业生产等多个方面，压缩机故障问题严重影响机械设备的运行水平。文章主要对压缩机振动类型进行分析，结合当前技术创新探讨压缩机故障振动检测技术措施。
关键词：压缩机；故障监测；振动故障；振动监测
引言
故障机器通常指发生损坏或无法执行预期任务的机器，其中，意外停机通常是损伤长期累积的结果。在实际情况下，即使问题已经很明显或正在加剧，大多数机器仍会继续运转并有效的完成任务。由于机器本身及其损失的产品成本太高，因此不能等到机器意外停车后再去考虑是否出现故障，故需要通过日常的检测监测机器振动特性来防止机器意外停机。
1压缩机振动原因分析
1.1压缩机振动
压缩机以及电动机和其管道形成了完整的运行系统。有时候因为其他设备运行中的问题，会使得压缩机系统出现密封泄露等后果，使得压缩机在运行的过程中出现振动。工作人员可以通过不同的振动，对设备的故障进行预判，并及时检查设备，排除故障。保障生产安全，保证生产的顺利进行。
1.2管道振动
在压缩机管道运行过程中，共振是其振动的主要原因之一。处在压缩机管道内部的气体在流体运输过程中会形成一个系统，这种系统通常被称为气柱。气柱本身会存在一定的频率，这种频率称为固有频率，压缩机的活塞在进行往复运动的过程中所产生的频率称为激发频率。管道与其连接的相关元件会形成一个系统，这个系统所表现出来的频率就是管道本身的固有频率，而通常情况下，将0.8～1.2f的频率称为共振区。如果压缩机在运行过程中气柱的固有频率与活塞往复运动过程中所产生的激发频率共振区发生重叠现象，就会使气柱出现共振现象，在此基础上，就会产生巨大的压力脉冲。如果管道的固有频率与活塞在往复运动过程中产生的激发频率共振区出现重叠，同样会导致管道机械结构发生共振。而上述两种共振的出现会导致压缩机进一步产生振动现象。鉴于此，在进行压缩机管道的设计过程中，要针对结构共振和气柱共振现象进行充分考虑，最大程度避免共振现象的出现，可以采取合理手段针对管道和气柱的固有频率进行调整。
1.3气体振动
很多实践经验和相关研究表明，振动主要是压缩机叶轮本身的特性所导致的。当入口气流量低于最小工况工作点时，叶轮通道内的气流会产生重大的旋转剥离，从而导致压缩机压力瞬间减少，但是出口的系统压力不会马上减少。压缩机的压力通常比管网的压力低，由于压力差，管网内的气体向后流动，叶轮通道的流量被补充，达到通常的工作状态。当压缩机内的流量再次下降时，气体再次重复之前的运动，这个重复运动的过程将产生压缩机振动问题。
2压缩机故障振动监测技术
2.1键相信号监测
键相信号监测飞轮的旋转，将参考气缸的活塞盘车到上死点然后在飞轮上做标记，每次飞轮转到探头位置时，相应的传感器会产生一个脉冲信号，飞轮每转一圈，就会发出一个脉冲信号，产生的时间正好表明了轴在每转周期中的位置。
因此通过对脉冲信号的计数，可以测量轴的转速；通过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定振动的相位角，用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面。
2.2曲轴箱振动监测
对称平衡式压缩机上的气缸作用在曲轴上的力，从物理上讲能相互抵消，但是当过程发生变化，如阀门卸载或阀门损坏时，其作用在机器上的压力会产生不平衡。这些压力经过轴承传送到壳体，使曲轴在1～2倍的机器运行速度上振动。压电式速度传感器可以对这种压缩机旋转振动传送到压缩机壳体的机械振动进行监测。曲轴箱振动监测系统包括两个部分：压电式速度传感器和冲击/速度监测模块。压电式速度传感器采用压电晶体测量加速度，并经过低噪音放大器/积分器转换为速度信号输出。电式速度传感器最佳的安装位置在壳体上每对气缸之间水平于轴的地方，传感器的安装最好与轴的中分线水平，其位置正好位于压力作用于机器的方向上。
2.3机组壳体振动监测
如果机组曲轴箱两侧的壳体振动数值超标，并且在机组运动周期内数值稳定，可以判断是机组转动和传动系统故障。原因可能是曲轴瓦磨损或间隙大；连杆大小头瓦磨损或间隙大；十字头销与衬套磨损，间隙过大；十字头与活塞杆连接松动；曲轴箱内主轴瓦螺栓、连杆大头瓦螺栓和十字头螺丝等松动或折断。这时需停机，对机组进行拆卸、检查和维修，避免持续运行引发严重事故。
2.4设置缓冲器
针对整个管道系统合理位置设置相应的缓冲器，能够最大程度避免压缩机在运行过程中出现管道振动现象。通过有效增加缓冲器，不仅可以有效改变管道内部气柱的固有频率，同时，还能够将气流脉动的幅值控制在最低程度，在此基础上，就能够实现压缩机管道振动的有效控制。在具体针对压缩机管道系统进行缓冲器设置的过程中，要对缓冲器本身的设置位置以及容积的具体大小给予高度重视。在缓冲器设置位置方面，应该充分保证缓冲期设置位置与压缩机气缸距离保持最近，这样才能发挥出良好的缓冲效果。而针对缓冲器容积的大小方面，要尽量保证缓冲器的容积能够超过压缩机气缸一个行程容积的10倍。只有在充分保证缓冲器容积大小以及安装位置的合理性之后，才能够让管道内部的气体在流动过程中保持平稳，在此情况下，就能够最大程度避免压缩机在运行过程中出现管道振动现象。
2.5动态压力监测
监测压缩机整体运行状况的最直接的方法就是监测吸气压力及排气压力。对压缩机每个气缸的吸气压力、排气压力进行在线监测，可以实现对气缸各级压力，各级压缩比，压缩机负荷以及活塞杆反向的连续监测，从而可以获得吸气阀，排气阀，活塞环，填料密封和十字头滑块的状态信息。压缩机的吸气、排气压力是通过永久安装在每个进、排气管线的压力变送器进行在线监测。对每个不间断压力监测点都要分别进行报警和连锁停机值的设置。
结语
综上述所，随着压缩机的大量应用，维持压缩机安全平稳运行，降低误停车率，减少维护成本已经成为企业生产和经营的发展方向，随着信息化和智能化的进一步发展，在日后还应该重视压缩机振动的实时监测和在线预警。
参考文献
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