空压机故障诊断（精选9篇）
空压机故障诊断 第1篇
某电厂柴油发电机启动空压机调试过程中无法启动。空压机和冷干机控制系统设置的逻辑关系为冷干机报警持续15s, 则空压机自动停机。本文通过分析冷干机工作原理, 对冷干机故障提供切实有效的解决办法。
1.1 空压机冷干机工作原理
由空压机送过来饱含水分的热空气首先进入空气/空气热交换器, 然后空气再进入蒸发器, 也就是空气/制冷剂热交换器, 空气的温度降低到约2℃, 使空气中水蒸气凝结成液态水, 持续凝结产生的水在分离器中不断收集并由冷凝液排放器去除。温度较低的空气再流经空气/空气热交换器, 与进入干燥机的热空气换热后离开干燥机进入空气瓶。 (下图中虚线框内流程)
制冷剂通过压缩机在系统中循环, 从压缩机排出的高温高压的气态制冷剂进入冷凝器, 冷凝后变成中温的液态制冷剂, 经过干燥过滤器对制冷剂中水汽进行吸收以及少量的杂质过滤后, 液态制冷剂通过毛细管节流降压, 压力的下降使制冷剂沸腾并达到预设的温度 (压力) 。制冷剂与压缩空气在热交换器中经过充分的热交换, 制冷剂变成低压、低温的气体重新进入压缩机进行循环。
当冷干机负载降低或者处于动态变化中, 系统中制冷剂的循环量通过热气旁通阀来调整。满负荷时热气旁通阀处于全关位置, 所有的制冷剂参与制冷循环过程。部分负荷时, 通过调整旁通阀的开度, 使制冷剂通过旁通阀回路回到压缩机。热气旁通阀还能维持压缩机吸入口的压力, 确保过热度 (一般5~8℃) 处于设定范围内, 避免压缩机湿压缩。
1.2 冷干机露点温度高报警
空压机调试过程中, 上电运行空压机, 空压机控制柜故障灯亮, 冷干机显示露点温度高, 冷干机控制面板显示露点温度为12.5℃。冷干机作为空压机启动的前提条件, 由于冷干机故障导致空压机也不能启动。
现场检查发现冷干机压缩机在上电状态下, 冷干机压缩机就运转 (即使冷干机内部存在故障) 。现场发现压缩机进、出口铜管温度高达到65℃、74℃, 冷凝风机一直未启动。
2 空压机冷干机露点温度高原因分析
2.1 露点温度T1直接测量
拆掉保温层, 使用红外线测温仪测得T1处铜管实际温度13.0℃。温度传感器显示温度12.5℃, 实际检测温度传感器正常, 更换温度传感器导热润滑脂, 回装露点温度传感器。
2.2 检查制冷剂是否存在泄漏
压缩机被设计无启动开关, 冷干机通电压缩机即运转。检查发现冷干机压缩机进口、出口均温度高, 说明制冷剂在运行过程中对压缩机冷却效果差或者说完全就没有冷却效果。
对冷干机内制冷剂检测发现管路内部压力为零, 制冷剂已完全泄漏, 充氮检测发现毛细管断裂。
3 空压机冷干机故障处理过程
3.1 对断裂的毛细管和干燥过滤器更换
毛细管必须是同样内径和长度, 干燥过滤器最好选用同样的型号规格。
毛细管的内径和长度不可以随意变动, 毛细管的选择需要考虑压缩机、蒸发器、冷凝器是否相匹配, 任何部件的细小变化都会影响制冷量、影响机组的效率。干燥过滤器有很强吸湿功能, 由于管路存在漏点, 并且长期暴露在空气中, 干燥过滤器可能已经饱和失效。同时焊接过程不可避免的会使铜管中冷冻油焦化、碳化, 干燥过滤器的过滤功能也必须得到保证, 故将干燥过滤器同时更换。
3.2 充氮气检漏
毛细管更换完成后应对制冷系统管路充氮检查焊接质量, 确定无泄漏则更换完毕。再次充氮是为了验证毛细管的焊接质量和检查有无其它泄漏点。
通过充注阀将干燥氮气 (1.5~3MPa) 充入系统, 对焊接部位涂抹检漏剂仔细观察有无泄漏, 有油渍的部位、喇叭口接头处重点检查。稍大的泄漏点冒泡较明显一般较易检出, 对那种漏点很小的泄漏点, 就需要耐心仔细观察才能检出。
检漏过程应在通风良好的位置进行, 以免发生窒息危险。
3.3 制冷回路抽真空
根据制冷系统的大小, 抽真空的时间相差很大, 冷干机抽真空不能以抽真空时间作为标准, 应以具体的真空度数值来作为是否合格的标准。将管路真空度抽至60Pa, 保压4小时真空度应低于100Pa为合格。
3.4 制冷回路充制冷剂R404A
R404A属于HFC混合不含氯非共沸点环保制冷剂 (化学成分:52%R143A三氟乙烷、4%R134A四氟乙烷、44%R125五氟乙烷) , 不含任何破坏臭氧层的物质, 其ODP值为零。为了保证其混合成分不发生改变, 必须液态充注。
将双头氟表连接到制冷剂钢瓶上, 经过排空后连接双头氟表和冷干机充注阀。再将制冷剂钢瓶倒置在电子称上, 根据冷干机铭牌标注的充注量, 充注0.52千克的R404A。
毛细管所处位置较压缩机高, 冷干机内部也未见明显油渍, 故未考虑对制冷回路冷冻油补充添加。
4 空压机冷干机通电运行
通电运行, 故障依旧, 报露点温度高。现场观察压缩机进出口温度变化不大, 但没有之前65℃那样的高温, 手可以较长时间握住铜管, 同时压缩机吸气压力和排气压力相差不大, 长时间运行高低压值无变化 (实测值:低压0.6MPa, 高压0.7MPa) , 高低压压差开关均未触发报警, 并且冷凝风机一直未启动。
热气旁通阀的感温包通过对露点温度T1处温度的监测, 来控制热气旁通阀的开度, 达到负荷调节和维持过热度的目的。热气旁通阀将取自压缩机出口的部分热气通入蒸发器和压缩机吸气侧, 保持蒸发温度稳定在2℃, 可以防止冷干机的蒸发器在任何负载条件下不会形成冻结, 同时能有效避免压缩机湿压缩。存在的缺点:能耗高、压缩机回油困难。
结合上述故障现象, 初步怀疑热气旁通阀一直处于开启位置, 致使压缩机难以建立高低压。轻敲热气旁通阀本体, 在没有压缩空气流过干燥机的条件下, 旋转热气旁通阀的调节螺栓直到达到以下值:温度0.5℃, 压力5.2bar。调整完成后, 压缩机高低压迅速建立, 吸气压力0.5MPa, 排气压力1.7MPa (冷凝风机启动降至1.3MPa, 冷凝风机停运排气压力升值1.7MPa, 如此反复) , 试运行2小时冷干机运行正常。
5 结论
综上所述, 在排除设备故障的时候, 首先需要将其结构组成和工作原理分析清楚, 找出可能引起该故障现象的原因, 对可能出现的原因逐项排除。实际运行过程中, 设备的报警提示信息的故障并不是设备故障的根本原因, 触发的报警信息只能说明设备存在故障, 报警提示信息可能并不是故障的所在。必须结合相应的工况, 针对性的进行排查, 综合分析处理才能高效的完成检修任务。
摘要：本文从空压机冷干机的工作原理入手, 分析空压机冷干机露点温度高故障产生的原因, 结合具体故障现象, 并提出相应的处理措施, 为排除其他故障提供参考方法。
关键词：冷干机,故障,热气旁通阀
参考文献
[1]马国远.制冷压缩机及其应用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
空压机故障诊断 第2篇
关键词：工程机械；液压机系统；维护技术；故障诊断；信息监测；污染监测
中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0076-02
随着我国社会经济的不断发展，我国工程项目建设事业也随之蒸蒸日上，取得了一定的突破。无论是2008年的奥运工程还是2010年的上海世博会，亦或是我国新农村建设中的一系列工程项目，都是我国重点工程项目，推动了我国工程项目建设事业的可持续发展。在我国工程项目规模不断扩大的今天，所需要的工程机械数量和种类也逐渐增加，工程机械已经成为工程项目建设发展中必不可少的重要组成部分。在工程机械的应用中，液压机系统的运用较为频繁，对工程机械的性能具有重要的作用，是保障工程机械工作效率的重要保障，必须予以高度重视。为此，必须加强工程机械液压机系统的维护工作，采用先进的故障诊断技术，以使其处于良好的工作状态中。
1 现阶段国内工程机械液压机系统的维护及故障诊断技术的发展状况
现阶段，国内外对工程机械液压机系统的维护及故障诊断技术都有所研究，且取得了较好的发展。液压机系统是工程机械中的重要组成部分，是保障工程机械作业质量的重要内容。液压机系统的结构并不简单，具有一定的复杂性，在故障诊断的过程中存在着难度。根据调查分析，我们发现工程机械中发生故障的原因大多是来自于液压机系统。在20世纪，我国就开始对工程机械液压机系统的维护及故障诊断技术进行研究。人工智能与传递函数是最为普遍的故障判断技术之一。在此技术的研究过程中，许多大学校园都给予了支持，如北京大学和燕山大学。最开始的技术研究工作仅仅存在于基础研究中，只是研究故障分析方法和诊断技术的创新。21世纪是一个科技时代，科学技术日新月异、不断创新，将计算机技术引入之后，通过故障树分析法来开展故障诊断工作已经成为液压机系统维护中的重要手段。随着数据库技术的改进，网络技术的应用，推动了我国工程机械液压机系统维护及故障诊断技术的进步，可在液压机系统的维护工作中将故障隔离，远程控制和诊断液压机系统。这种智能诊断方法操作起来十分简单，具有概率性，能够提供液压机系统维护工作效益，具有较高的应用价值。采用原理推测法，结合模糊数学法，可更为准确地诊断出液压机系统中发生的故障，并采取有效的措施来加以解决。
2 工程机械液压机系统运行中存在的问题
2.1 在液压机系统运行中空气和水侵入
在液压机系统运行中，液压油中的空气容易分离出来而侵入液压机系统，使得其在工作过程中效率降低，出现“气蚀”现象。当空气进入液压机系统的时候，易导致液压油发生氧化作用，难以保障液压机的质量。在为液压机换液压油的时候，未将其中的空气完全排出就开始工作；油泵的吸油管口没有进行封闭，使其露出油面。另外，在液压机系统中水分过多，致使液压机的各部分元件受到锈蚀，使其磨损程度加重，降低了工程机械液压机系统的运行效率。
2.2 液压油的选择不够合理，液压机系统的清洗不够干净
在工程机械液压机系统的运行中，液压油是其重要的能量来源，也是影响液压机系统运行的重要因素之一。当液压油的选择不够合理时，液压机系统则极易出现故障，其耐久性也有所下降。而现如今在选择液压油的过程中仍然存在着问题，未严格按照相关规定来选择相对应的液压油，以致于液压油不但无法发挥其在液压机系统中的重要作用，还为液压机系统的运行带来了安全风险，影响了液压机的工作效果。除此之外，在清洗液压机系统的时候也并未做好清洁工作。为确保液压机系统的正常运行，必须对其进行有效的清洗，这是因为在液压机系统中有许多含有缝隙或是小孔的部件，在长期作业中，很容易使一些固体物质进入，而造成油道
堵塞。
3 工程机械液压机系统故障现场诊断
3.1 工程机械液压机系统故障现场诊断的准备工作
在对工程机械液压机系统进行故障诊断之前，要做好准备工作。让液压机系统的操作人员来讲述具体的故障状态和表现，然后实地考察液压机，并将其与液压机系统原理图展开对比。未发现液压机系统出故障的地方之前，不可拆解存在问题部位的液压元件，更不能对其他部位的液压元件进行分解检查。另外，当技术人员并未发现工程机械液压机系统发生故障的真实原因时，不能采取调整措施，也不可更换液压机系统各部位的控
制阀。
3.2 工程机械液压机系统故障诊断具体方法
在完成准备工作之后，要根据所检查出的故障状况，来进一步确定导致故障发生的部位，划分故障点的范围。工程机械液压机系统中的子系统是由两个或以上液压泵构成，可利用液压机系统图来对其每一个子系统的各项指标进行分析，以寻找出现问题的子系统。在判断具体故障点之后，要对液压机系统的油路进行检查。首先，要核实液压机的油面位置，确保油箱底层无杂物和水；其次，当液压机系统中有块状或是粉末状的金属，则可能是液压机中某部件受到损害而产生的脱落物，在确定部件的时候，能通过各部件的材料质地加以判断；最后，要检查液压机系统液压油的质量。可采用酸值化验的测试，考察其含水量、粘度等指标，并根据最新一次换油记录来开展诊断工作。
3.3 工程机械液压机系统现场故障诊断
在工程机械液压机系统现场故障诊断过程中，需要维修技术人员具有丰富的经验，能够充分利用其各部位的感官，以发现出现故障的位置和原因：第一，要善于观察。在观察过程中主要是对执行任务的元件进行检查，看其工作速度是否不正常、油液的高度是否存在异常等；第二，发挥听觉作用。维修技术人员要善于“听”，听液压泵运作时的声响是否正常，听软管振动所产生的声音是否存在问题；第三，要学会用手摸索。在工程机械液压机系统现场故障判断中，要学会用手感受系统部件液油的温度和振动大小；第四，要学会闻气味。在故障判断过程中，要去闻油液的味道，判断其性质是否发生变化，质量是否合格，而且若轴承烧坏也可通过闻气味来判断；第五，要多问。液压机系统维修技术人员要多询问操作人员，对液压机系统的平时运行状况进行了解，以判断液压机系统中的元件是否发生
故障。
4 结语
在工程项目建设事业发展的过程中，工程机械的运行占有重要的地位，工程机械技术成为工程项目建设企业发展中的重要研究课题，对工程质量和生产效益具有重要的影响作用。研究工程机械液压机系统的维护及故障诊断技术，充分体现了现阶段我国工程机械的发展状况，为液压机系统的故障诊断提供了方向，具有重要的意义。在工程机械液压机系统的故障诊断过程中，还需要应用到液压装置的信息监测工作，只有将其结合才能找到液压机系统运行中的症结之处。创新和改进工程机械液压机系统维护及故障诊断技术，有利于提高液压机系统的运行效益，保障液压机系统运行的可
靠性。
参考文献
[1] 朱如武，丁虎鸥，傅千龙，等.工程机械液压机系统的维护及故障诊断技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（12）.
[2] 吴国山.机械液压传动的原理、故障诊断与排除[J].科技创新与应用，2013，（25）.
[3] 孟桂荣.浅谈压路机液压系统故障的查找分析[J].建设机械技术与管理，2010，（23）.
[4] 李兴.现代工程机械液压系统研究[J].建材与装饰，2013，（11）.
空压机故障诊断 第3篇
该空压机电机自2009年开始投运以来, 电机驱动端振动一直接近高限制。2014年11月空压机组大修后试车, 电机振动如前。后因其他原因更换电气模块停机8h后, 再开机电机驱动端振动值高达150μm, 严重超标, 机组跳机。随后使用离线振动数据采集仪器进行精确测量和故障分析。
一、空压机电机振动监测和故障诊断
1. 幅值特征
2014年11月11日晚8:00, 使用Bently 408数据采集器对空压机组的启停机振动状态进行了振动监测, 振动趋势如图2。由图2可见, 在空压机组启动后, 随着转速的增大, 电机振动幅值也是不断增大, 尤其以电机驱动端X方向增幅最大, 振动幅值最高达到了150μm, 严重超过机组运行报警值。
2. 频率特征
以电机驱动端X方向测点进行分析, 振动频谱图如图3。由图可见, 谐波能量集中于基频, 2倍频及其他倍频非常小, 甚至没有。对比基频和通频, 基频振动值138μm, 超过了通频幅值150μm的80%, 这是转子不平衡的典型特征。同时也看不出明显的半频及低频分量, 说明不存在动静部件机械碰磨、松动等。
3. 时域特征
图4所示为电机驱动端X方向测点时域波形图, 由图可见, 测点振动时域波形在一个周期内为典型的正弦波, 故障状态下的时域波形较正常运行状态下时域波形振幅增大。
通过以上数据分析, 基本确定电机振动大是转子存在不平衡造成的。决定立即实施现场动平衡解决故障。
二、现场动平衡
此次采用西北工业大学旋转机械状态监测与故障诊断系统CAMD6200对该空压机电机实施现场动平衡。该电机的实际转速为1500r/min, 低于第一临界转速, 确认为刚性转子, 并且该机组运行在固定转速、固定载荷上, 符合单面动平衡要求。
1. 准备工作
(1) 准备称量器具、切割工具、试重及平衡块材料。
(2) 在电机轴颈外露部分任一位置顺轴向贴一长条反光片, 其余部分涂黑。
(3) 连接振动传感器、光电传感器和数据采集器。
(4) 将振动传感器放置于轴承座水平方向。
(5) 将光电传感器置于电机非转动部位, 使其探头与反光片垂直, 距离在50mm左右。整个动平衡过程中, 反光片的位置和光电传感器的位置与方向应保持不变。
2. 测取初始振动参数
启动电机, 待转速达到额定转速并稳定后, 记录初始振动速度有效值1.37mm/s, 初始相位190°。
3. 计算试块配重和角度
根据经验, 确定电机的首次试重为444g。相位反映的是振动信号高点滞后于相位信号的角度, 依据测定相位即可找出振动高点P。由振动原理可知, 不平衡力总是超前振动高点一个滞后角, 故由高点P顺时针旋转一个滞后角, 即可找到不平衡所在位置Q°, 而Q+180°即为应加平衡配重的位置。据此计算的试重应加位置为280°。
4. 安装试块并计算平衡配重
拆开电机人孔, 将试重444g平衡块镶嵌于平衡槽280°位置。封闭人孔, 启动电机, 转速为1500r/min时测得振幅值1.16mm/s, 相位190°。通过单平面动平衡计算程序, 显示出动平衡的补偿结果:应再加平衡块重量611g, 安装角度280°。
5. 安装平衡块试重及校正后效果
停机后, 打开人孔, 将611g平衡块配重加到280°位置上。封闭人孔, 启动电机后, 振动值下降为0.8mm/s, 一次试车成功。电机驱动端X方向振动值下降为60μm, 振动合格。
参考文献
[1]施维新, 石静波.汽轮发电机组振动及事故[M].中国电力出版社, 2008.
[2]李录平, 卢绪祥.汽轮发电机组振动与处理[M].中国电力出版社, 2007.
[3]周有石, 仲群.BENTLY现场动平衡技术在风机减振方面的作用[J].化工设备与管道, 2014 (6) :47-49.
空压机故障诊断 第4篇
关键词：顾桥矿；故障；解决办法
一、原系统存在的问题
顾桥矿南区压风机房现有6台Ingersonll Rang（英格索兰）型号为SSR M300-2S-HV高压空压机。与2007年5月开始安装，与2007年7月正式投入使用。（整个压风设备系统由6台Ingersonll Rang空压机、合肥万邦控制系统、赛力威KYN28A高压柜、西门控低压柜、浙江三辰直流屏等构成）。2008年6月，1号压风机第一次出现吐油现象。当时高压柜综保（NSP783）显示空压机二段过流且保护动作跳闸，但空压机本机SG控制器仍然执行开机程序，低压段仍在运行，造成空压机冷却油由空滤器吐出。吐油两桶半左右（每桶19.8Kg），空滤器也损坏，必须更换。根据对空压机及控制系统，高、低压设备及原理分析吐油原因。由于Ingersonll Rang空压机本机没有对高压主电机的过流及短路的保护，而控制系统对主机的控制由通讯方式完成。空压机和高压柜之间的连接由控制系统承接。对吐油故障进行还原，当时高压柜的南京中德NSP783（V3.0）保护器在检测到二段过流时，经过1S延时作用与接触器跳闸，并给控制系统一个故障脉冲触发信号（40ms），但由于控制系统的巡检周期为2s，控制系统没有及时作用于本机SG控制器停机，空压机低压系统仍在运行，造成超冷油从空滤器吐出。
二、系统集成改进方案
首先必须解决的是如何能够在高压故障（包括1段过流、2段过流、低电压等）发生时，空压机能够及时可靠的停机，避免吐油。其次是必须动作可靠。既然故障原因是由于高压柜NSP783（V3.0）保护器的保护跳闸信号为触发信号，与控制系统的巡检周期不匹配，那就必须找到解决这一问题的办法。经过对NSP783（V3.0）保护器的的接线及原理的研究，决定利用保护器仅有的一个保护信号出口即（保护出口7），该出口为常开保持信号出口（C2-C3）。利用在高压柜接线腔加装一个施耐德220VDC直流继电器KA1转换后，将220VDC直流继电器常闭接点直接串入空压机的控制回路。这样，在发生高压跳闸保护时，保护器信号出口开点闭合，接通24V直流继电器电源，继电器常闭接点打开并保持，在高压跳闸的同时，断开空压机的控制回路。从而从根本上杜绝了吐油事故的发生。在高压综合保护装置NSP783（V3.0）保护器报故障的同时，空压机SG控制器报控制电压失去故障，在查出故障原因解决问题后，要重新开启空压机，必须在高压柜NSP783（V3.0）保护器上复归，同时在本机SG控制器上也必须复位，才能重新开机。这样，不仅顺利解决了空压机吐油故障，更避免了空压机在可能发生故障的状态下带病启动造成事故，确保了空压机的安全运转。
三、实际使用效果
（1）充分利用现有资源，仅仅在每台压风机高压柜加装一个220VDC直流继电器KA1，就成功解决这一问题，投资小，见效大。（2）由于该改进采用的是继电器的硬接点来解决这一吐油问题，在发生故障查明原因并解决后，必须在保护器和本机都复位，才能重新开启空压机，这样可靠的保证了动作的稳定性。（3）在空压机本机正常运行时，高压柜保护器没有检测到异常动作时，加装的220V直流继电器KA1不得电，只有在保护动作时，保护器出口开点闭合，接通220V直流继电器KA1电源，不会增加直流负荷。
空压机故障诊断 第5篇
6500Nm3/h制氧机组是我公司03年投建的, 主体设备由杭氧空分集团制造。氧压机选用了双轴双缸串联离心式压缩机, 排气压力3Mpa, 排气量6500m3/h。为保证氧压机高效、安全运行, 该氧压机仪控安装了在线监测控制系统, 在线监测控制系统选用了西安交通大学智能与检测研究所研发的在线监测与故障诊断技术。
氧压机在日常运行巡检时发现故障诊断系统频谱图异常, 在对频谱图认真分析后, 认为该氧压机是在故障状态下运行。为安全起见, 随后对氧压机进行了解体检查, 检查检修后运行正常。但在运行三个月后, 频谱图又出现异常 (现象与检查前相同) , 为了查明重复故障原因, 技术人员结合上次检修现场的实际情况和故障诊断系统的具体表象综合对故障进行了分析, 找到了产生故障的真正原因, 最终排除了故障, 避免了一起设备事故的发生。
2 DM100压缩机在线监测和故障诊断系统简介及诊断分析系统的主要功能和目的
DM100压缩机在线监测和故障诊断系统是西安交通大学智能与检测研究所研制开发的。它是由电涡流传感器采集转子振动信号, 然后通过端子组与DM100压缩机监视保护系统机柜相连接, 最后连接到工控机和DCS, 以实现机组的在线监控和故障诊断功能。
2.1 该系统的主要特点
2.1.1 监测信息全面。监测的数量可根据现场实际的需要确定。
2.1.2 将渐变型故障和突发性的故障监测结合起来, 具有可靠的事故追忆功能。
2.1.3 诊断分析方法先进、功能齐全。包括了从时域、幅值域, 频域、时-频域进行分析。
2.1.4 数据处理以全息谱为中心, 充分利用振动信号的相位信息。可准确确定信号中的所有倍频和分频分量。
2.1.5 采用时域信号、频谱、提纯、合成轨迹、全息谱等多种手段进行分析。
2.2 诊断分析系统的功能
该诊断分析系统的主要功能是精密诊断分析。即通过时域波形;幅值域参数分析;概率分布分析;改进的FFT图;轴心轨迹;提纯轴心轨迹;合成轴心轨迹;滤波轴心轨迹;时频分析;二维全息谱分析等基本功能, 对设备故障的类型及危害程度进行精密分析。
2.3 设备诊断技术的目的
(1) 保证设备安全运行, 防止突发事故的发生; (2) 保障设备精度, 提高产品质量; (3) 实施状态维修, 节约维修费用; (4) 避免设备事故造成的环境污染; (5) 给企业带来大的经济效益。
3 氧压机止推轴承故障诊断及处理
3.1 氧压机止推轴承故障诊断
2011年元月在一次日常巡回检查时发现该氧压机高压缸自由端轴承故障诊断系统频谱图异常, 主要表现为在频谱图上低频区域出现一高幅值分量, 该分量幅值接近工频幅值 (工频频率为:工频幅值为11.32μm;该分量频率0.43H, 幅值为11.06μm) (如图1) ;
二维全息谱图也发现异常, 二维全息谱图上表现为其分频轴心轨迹与工频轴心轨迹接近 (如图2) ;
且合成轴心轨迹紊乱, 因其振动频率在0.43Hz-0.5Hz之间, 依据西安交通大学智能与检测研究所编制的大型回转机组典型故障诊断特征图册及设备故障诊断技术等相关理论, 初步诊断此故障为油膜涡动或转子动静碰磨。为安全起见, 随后利用检修机会对该台氧压机进行了解体检查, 发现高压缸自由端止推轴承与油环碰磨、止推轴承瓦块外沿合金脱落 (如图3) ,
此故障现场实际情况与故障诊断分析的结果基本一致。在更换轴承后, 该台氧压机运行正常, 但在运行三个月后, 频谱图又出现异常 (现象与检查前相同) , 该故障又重新出现。
3.2 氧压机止推轴承故障的综合分析诊断及处理
由于离心式压缩机结构复杂、转数较高、所以故障的形式也就多种多样, 往往是多种故障并存。针对以上现象, 技术人员进行了认真分析。
3.2.1 止推轴承的结构
止推轴承是由6个止推块组装在轴承架上构成, 然后分别把止推轴承组装在轴承盒里与转子装配, 来平衡压缩机的轴向力。轴承盒是一个密闭的腔体, 止推轴承的温度是利用油环把油导出直接喷到温度传感器上来实现, 油环固定不动。
3.2.2 故障的综合分析及处理
从上次检修现场的实际情况看, 止推轴承与油环碰磨是这起故障的主要原因, 在初次处理时, 就加大了油环的过盈力, 确保油环不动, 避免止推轴承与油环碰磨, 在处理后, 故障仍没有消除。为防止故障的进一步扩大, 技术人员对该台氧压机又进行了检修, 解体检查情况与上次相同。这次技术人员在分析时排除了油环松动与止推轴承直接碰磨这一先决条件, 认真从止推轴承的结构及相互装配关系入手进行检查分析, 在检查时发现止推盘轴肩外圆有两处深约0.3mm、宽约4mm、长约30mm的凹坑, 技术人员观察此凹坑是转子在做动平衡时砂轮机去重时留下的, 这两处凹坑很小, 是转子做动平衡时的常用去重方法, 但此凹坑引起技术人员的注意, 由于止推轴承、止推盘、油环装配在一个相对密闭的腔体里, 转子在高速运转时, 由于止推盘上凹坑的存在, 引起润滑油的涡动, 就好比一台水泵叶轮在转动时引起水压变化一样, 由于润滑油的涡动, 止推轴承就会左右晃动, 致使止推轴承外圆与油环碰磨, 导致止推轴承外圆合金脱落。在判明故障的真正起因后, 该转子返厂更换了止推盘, 调整了动平衡去重的位置, 返回后重新装配, 运行情况良好, 氧压机运行至今, 再未出现上述故障。
4 结束语
随着设备故障诊断系统在大型设备的广泛应用, 技术人员在设备运行过程中可提前对机械设备出现故障的机理、原因、部位和故障程度进行识别和诊断, 并根据诊断结论, 确定设备的维修方案和防范措施, 设备的维修体制也从预防维修体制向预知维修体制发展, 即通过对设备的现状进行诊断, 对设备的未来状态进行预测, 实现设备的不解体诊断, 为设备的维修提供了科学依据, 避免了设备的过度维修节省了维修的人力和物力, 有显著的技术经济效益。
摘要：结合一起离心式氧压机轴承故障, 介绍了在线监测和故障诊断技术在大型机器设备中的应用。并通过对这起故障的诊断分析和处理, 使技术人员养成今后在判断设备故障时借助先进的检测仪器、科学地对设备故障进行诊断, 确保设备安全运行。
空压机故障诊断 第6篇
铸旋工艺铝合金轮毂在旋压工艺制造过程中,旋压机的滚轮工作条件恶劣,在一定时间后,滚轮轴承会出现疲劳故障,对旋压的轮毂毛坯尺寸及精度带来影响,造成大批后续机加工废品[1]。这种故障维修人员很难从直观经验上发现。
滚轮轴承故障振动信号中常含有大量噪声,而且是非平稳信号,因此,要对信号进行滤波降噪处理,提取某一频率区间的信号。传统的数字滤波器会损失掉信号的突变位置信息[2]。基于多分辨时频分析的小波在滤波方面具有独特效果,能够克服这个缺点。小波能将信号在保留时间信息的同时分解到互不包含的频段,可准确滤除掉信号中的干扰成分,大大提高了信噪比[3]。对信号进行包络处理的一个重要方法是希尔伯特变换,该方法对于轴承的故障诊断具有非常显著的优点,包络处理可找出反复发生振动的规律,根据滚轮轴承的特征频率,就可诊断出轴承故障[4,5]。因此把小波分析和Hilbert变换相结合能对滚轮轴承的故障准确地进行诊断。
2 小波分析
小波分析是傅里叶分析思想方法的发展与延拓。它既继承和发展了短时傅立叶变换的局部化思想,同时又克服了窗口大小不随频率变化的缺点,是进行信号时频分析,处理时变非稳态信号的比较理想的工具[6]。
一般一个具有有限能量的信号或函数f(t)即f(t)∈L2(R)的小波变换为:
(1)其中这一函数族是由一个称为基本小波的函数的伸缩和平移形成的,式中的a,b分别是伸缩和平移参数。的共扼函数。
从多尺度分析的角度上看,小波分解相当于一个带通滤波器和一个低通滤波器,每次分解总是把原始信号分解成两个子信号。假设将一信号进行三层小波分解,其小波分解树如图1所示。每次分解只对低频部分进行进一步分解,而高频部分则不予考虑。分解的关系为S=A3+D3+D2+D1。如果要进行进一步分解,则可以把低频部分A3分解成A4和高频部分D4,以下分解依次类推。
假设信号S中的最高频率为1Hz,则各层所占的具体频带为:
图1 三层小波分解树结构图
3 包络分析
包络方法对于轴承的故障诊断具有非常显著的优点。很多学者对包络分析方法做了研究,目前最常用的是希尔伯特包络技术[7]。
一个实信号x(t)的希尔伯特变换定义为:
式中,H[]表示对括号内的信号进行希尔伯特变换,即x(t)的希尔伯特变换是x(t)和的卷积。
一个实信号x(t)经希尔伯特变换后可获得一个该信号的适配虚部,因此,可以构造一个解析信号u(t):
实信号的包络为:
当信号为窄带信号时,利用信号的希尔伯特变换,可以求出信号的幅值解调、相位解调和频率解调[8]。
4 滚轮轴承故障判断分析
4.1 滚动轴承因损伤引起的振动
滚动轴承内部的运动学关系,特别是滚动体的运动规律是比较复杂的。一般,滚动体绕自身轴线旋转,同时又绕轴承的轴线公转。在滚动的同时,滚动体沿滚道还伴随有一定的滑动。滚子轴承中除滚子的公转、自转、及公转滑动,还可能产生滚子的倾斜,既滚子轴线偏离其自转轴线。
设滚动轴承的外圈回转频率为f0,内圈回转频率为fi,保持架回转频率(即滚动体公转频率)为fc,滚动轴承节径为D,滚动体直径为d,接触角为α。考虑到滚动轴承有n个滚动体,则滚动体在外圈及内圈滚道上的通过频率Zf0c及Zfic以及fbc可表示为:
当轴承外滚道产生损伤时,如剥落、裂纹、点蚀等,轴承在运转时,就会因碰撞而产生冲击脉冲。其振动频率为n Zfac(n=1,2,L)。轴承内滚道产生损伤时,如:剥落、裂纹、点蚀等,若滚道轴无径向间隙时,会产生频率为n Zfic(n=1,2,L)的冲击振动。当轴承滚动体产生损伤时,如:剥落、裂纹、点蚀等,缺陷部位通过内圈或外圈滚道表面时会产生冲击。在滚动轴承无径向间隙时,则产生频率为n Zfbc(n=1,2,L)的冲击振动。
4.2 滚动轴承在正常情况下的振动
正常轴承有相当复杂的振动和噪声,其原因是:结构本身引起、制造装配引起等。此外,轴承在运转的过程中还可能存在由于润滑剂而产生的流体动力振动的噪声。
4.3 滚动轴承信号采集及故障诊断
旋压机滚轮轴转速300r/min。轴的旋转频率为5Hz,理论计算得:轴承外圈单处局部故障的特征频率为35.12Hz,轴承内圈单处局部故障的特征频率为44.89Hz。
轴承在正常情况下,进行信息采集并进行小波包络处理分析,没有什么明显的突出谱线,如图2所示。而当轴承外圈出现裂纹时,如图3所示,其小波包络功率谱图中有滚动体通过外圈的频率及其倍频成分,由此判断:此滚轮轴承外圈出现了故障。
图2 正常轴承振动信号的小波包络功率谱图
另一滚轮检测采集处理的信号如图4所示,图中有滚动体通过内圈滚道的通过频率及其倍频,同时,在其两侧有以轴的旋转频率为间隔的谱线,这是由于内圈转动发生了幅值调制现象,由此判断:此滚轮轴承内圈出现了故障。
把这两个滚轮上的轴承拆卸下来检查发现其轴承内圈和外圈出现了故障,故障图片见图5、图6。
5 结论
通过以上分析得出,与传统包络分析方法相比,小波经过多层分解和重构能够把振动信号各个频带的故障特征频率提取出来,基于多分辨时频分析的小波变换能够准确滤除掉信号中的干扰成分和降低噪声信号的干扰,不会损失掉有用的突变位置信号。小波包络功率谱分析技术从低频信号中提取故障的冲击信号是十分有效的方法,恰好满足于诊断轴承的机械故障。通过建立实时诊断系统,能够及时准备的发现滚轮轴承故障,避免造成大批量废品和损失。
图3 轴承外圈裂纹故障振动信号的小波包络功率谱图
图4 轴承内圈点蚀故障的振动信号的小波包络功率谱图
图5 轴承内圈故障
参考文献
[1]席鹏翀,王强,张治民.LC4超高强度铝合金轮毂的成形工艺研究[J].锻压装备与制造技术,2007,42(5):70-72.
[2]孙爱军,任秋,吕金旗.锻造铝合金轮毂缺陷及检测方法的研究[J].锻压装备与制造技术,2013,48(1):69-71.
[3]张予宁,等.小波-包络分析在齿轮故障诊断中的应用[J].重型机械,2013,11(6):78-80.
[4]明安波,褚福磊,张炜.99滚动轴承故障特征提取的频谱自相关方法[J].机械工程学报,2012,10(19):65-70.
[5]冯华林.滑动轴承发热原因和解决方法的探讨,锻压装备与制造技术,2010.3:39-42.
[6]CHRYSAFIS C,ORTEGA A.Line based reduced memory wavelet image compression[J],IEEE Transactions on Image Processing,2000,9(3):378-389.
[7]Nikolaou N G,Antoniadis I A.Demodulation of vibration signals generated by defects in rolling element bearings using complex shifted Morlet wavelets[J],Mechanical Systems and Signal Processing,2002,16(4):677-694.
美国英格索兰空压机故障分析 第7篇
1 螺杆压缩机组工作原理
螺杆压缩机组主要由一对相啮合的阴阳转子及壳体组成, 其工作原理与往复式压缩机相似, 属容积式, 只是工作方式发生了转变。如果把阴转子齿槽与壳体构成的腔比作活塞式压缩机的汽缸, 那么阳转子的螺旋形齿在阴转子齿槽中的滑动就相当与活塞的往复运动。
在螺杆压缩机里, 通过两根带螺旋形槽的转子 (阴阳转子) 相互啮合压缩气体, 两根转子的轴线相互平行, 安装在高强度铸钢的壳体中。壳体内两个端面对角位置上开有进排气口, 转子的进气端装有推力轴承, 限制转子轴向移动。阴转子的齿槽同阳转子啮合, 又被阳转子带动, 使气体从转子的一端口进入, 压缩后从另一端口排出。工作过程一般分为三个阶段:吸气过程、压缩过程和排气过程。
2 故障出现
一台运转才2 500 h的英格索兰VHP700型空压机组在正常加载运转半小时后突然自行熄火停车, 短时间内不能起动, 停机半小时后再起动运转不长时间就又自行熄火, 这说明了本机组出现了故障, 保护性开关触发安全停车系统, 发出指令, 通过停车吸铁让柴油机停车了。
2.1 准备工作
空压机在修理前应按制造厂的机床精度标准做初步精度检查, 并根据精度丧失情况和日常生产中所存在的问题决定修理项目与内容。修后的精度验收要求仍按上述机床精度标准。
在实践中, 修前检查工作主要是点检作业的开展。它能够早期地发现故障、事故征兆, 并得到及时地排除。既是维护保养工作, 又是修前检查作业的必备。通过点检作业, 做出统计分析, 对其发展趋势做出预测, 采取针对性的措施加以实施。空压机点检内容表见表1所示。
2.2 故障产生的原因判断
一般在正常情况下使用的机组, 能很快排除该项故障, 其故障产生的主要原因是:1) 压缩机润滑油少、使用的牌号不对;2) 各空气滤清器阻塞、破损、漏气;3) 柴油机排气系统漏气;4) 冷却空气回流、环境温度高等。通常, 难以判断引起故障原因的是进气与排气冷却系统有阻力, 导致主机过热, 引起自动停车。本文将着重探讨、分析这类故障, 供同行参考。
2.2.1 由风冷系统故障所导致
在吸气过程中最容易出现故障的部位是减荷阀, 故障表现为排气压力不可调整或者系统无压力 (仪表指示压力值低于0.04MPa) 。此时, 主要检查机组气控管路和减荷阀膜片, 气控管路中主要故障一般为:导气管堵塞、加载阀卡死、调压阀泄压, 对这类故障通常采取“通、换、调”的处理方法。减荷阀是吸气过程的“喉结”, 依靠气体反馈控制阀芯动作, 控制外界气体进入, 阀芯动作是靠气体推动橡胶膜片动作。由于膜片频繁往复运动和橡胶的老化特性, 膜片是易损件, 时常发生坏损, 要注意备用以便及时更换。经常检查“冷却油”油面高度, 并进行日常维护, 可以有效减少类似故障的发生。
2.2.2 由主机润滑油冷却循环系统故障所导致
机组没装压缩机冷却油油泵, 而是靠系统自身的压力作用, 冷却油从油气分离器到温控阀组进冷却器进行热交换, 然后经过滤器和分配器到压缩机各润滑点, 最后回到主机再加压后随压缩空气又进入分离器进行循环。由于系统是高温高压密封状态, 所以特别要求高品质冷却润滑油。冷却油具有三种功能:润滑轴承和转子接触表面、密封转子间隙和冷却压缩系统。实际上大部分油用来冷却系统, 只有一小部分油用作润滑和密封。要保证良好的润滑, 最主要的方法是按要求定期及时换油, 正常换油周期300～500 h或6个月, 如果机组在比较恶劣的条件下运行, 那么换油周期要适当缩短。润滑系统中出现故障时压缩机高温, 此时一般是先将机组减荷怠速运转, 然后检查机组运行时间间隔期、散热器风扇皮带或散热器是否堵塞等。如果冷却油颜色已变成黄色或暗黄色, 那么就应立即换油。换油时按要求是不准系统蓄有压力, 但具体操作时一般先停机, 然后旋松排油塞, 随后启动机组在怠速状态下运行后关机, 小心打开排油阀, 这样冷却油在有压状态下迅速排净。值得注意的是一些油品混合物是不相溶的, 而且会导致不溶解的沉积物形成, 这种沉积物会引起包括过滤器阻塞在内的严重故障。因此, 在条件允许时, 应尽可能避免同型号而不同商标的油品相混用, 改用其它油品时最好彻底排空前一种油, 同时更换油过滤器。风扇皮带断裂或松弛, 排风不能带走足够的热量也可能产生高温, 散热器被灰尘堵塞影响系统散热同样能够产生高温故障。
2.3 故障的排除
(1) 拆除主机润滑油管路与油冷却器的联接, 并做好防护性包扎, 拆除排气天窗, 拆下风扇及风扇导风罩, 裸露油冷却器。
(2) 首先使用钢丝刷清洁油冷却器表面的灰尘, 然后用抹布吸上柴油涂抹、清洗油冷却器, 再用高压水枪喷射含洗涤剂的高压水, 喷射油冷却器和机组被污部位, 几经重复直至油冷却器板翅无阻塞, 风扇、网罩和风道等彻底干净, 最后用清洁的高压水喷洗整个机组。
(3) 按要求组装好各部件, 更换合适的风扇皮带, 调节好皮带的松紧度, 保证在停车和运转时皮带都不打滑, 检查各部位联接无误后按正常情况起动试机, 仔细观察机组运转情况, 确认故障排除后机组才能投入运行。
3 结语
本人从事设备维护与检修方面的工作多年, 具有比较丰富的工作经验。上述维护方法在平时维护工作中适用、可靠。但是, 排除了客观因素后, 我们必须认真对待主观因素, 即操作人员因素。操作人员在施工过程中应将空压机摆放在工作机的上风位置, 也就是我们常说的风头, 尽量选择阴凉有遮阳及周围环境有足够空间的场所安置, 保证热交换畅通无阻, 减少灰尘侵入空气滤芯、油冷却器、排风冷却风道等。并及时排除各油路的滴漏, 防止油沫吸附在油冷却器板翅上结成油泥或油垢, 使得清洗困难, 热交换受阻, 温升加快。此外, 施工过程中勤保养和维护机组, 及时清除风道的杂物和粉尘, 施工项目结束后要做彻底的清洗, 机组不留余垢, 防止后患。
摘要：英格索兰空压机是一种可拖形式单级喷油螺杆压缩机, 工作时会出现一些故障, 导致影响机组的正常生产。作者根据检修经验, 对故障原因进行分析, 并对英格索兰空压机维护进行了论述。
关键词：英格索兰空压机,螺杆压缩机
参考文献
[1]何万明.英格索兰空压机自动停机故障的判断及处理[J].西部探矿工程, 2007, (2) .
[2]侯东全.英格索兰750型空压机故障排除[J].工程机械与维修, 2006, (7) .
[3]何建人.螺杆空压机的控制技术更为重要[J].通用机械, 2005, (11) .
浅析螺杆式空压机控制系统故障 第8篇
空压机是电厂重要的辅助设备, 用于制备品质合格、参数符合要求压缩空气, 主要为仪表用压缩空气、杂用压缩空气和除灰用压缩空气系统提供气源。螺杆式空压机因其结构简单、体积小、噪声低、寿命长, 得到广泛应用。
螺杆式空压机工作过程:机头通过控制阀将过滤后空气吸入, 同时油进入机头压缩室, 对机头进行冷却、密封以及轴承润滑。压缩后的油气混合物进入油气分离器, 在离心力和重力的作用下, 绝大多数的油被分离, 剩余的油雾经硅酸硼玻璃纤维油分芯筒被分离。经油气分离的压缩空气通过最小压力阀进入干燥机, 进一步除水、除油, 成为品质合格的压缩空气输送给电厂各个系统使用, 驱动相关环节的正常运转。而分离出来的油被冷却后再经油过滤器过滤, 送回至机头继续循环使用。
我厂空压机控制过程:PLC控制器接到启动命令, 启动高压电机, 同时打开断油阀向机头循环供油, PLC逻辑判断出口压力<0.8MPa时, 打开加载阀, 使空压机加载运行;当出口压力≥0.8MPa时, PLC发出关闭加载阀、打开卸载阀命令, 使空压机空载运行, 直到出口压力≤0.65MPa, 再次关闭卸载阀、打开加载阀, 空压机重新加载运行。PLC如此加载、空载的控制方式, 确保了空压机出口压力始终保持在0.65~0.8 MPa之间, 以满足生产现场对压缩空气压力的使用要求。而空压机停运的同时, PLC会关闭断油阀, 防止停运过程中油大量涌入机头, 增加机头启动负担。控制过程如图所示。
2 空压机控制系统常见故障
2.1 加载阀不加载
原因主要是加载电磁阀安装位置离机头太近, 机头振动传递给电磁阀, 加载电磁阀插头长时间在高频振动作用下发生接触不良, 进而导致动作不正常, 反映出的工作状态为不加载。
解决办法就是移动加、卸载电磁阀的安装位置, 将其移至振动相对较小的位置, 具体改造方案视现场实际情况而定, 但应避免安装位置离油气分离器太近, 因为油气分离器处温度较高, 加之电磁阀带电本身发热, 导致电磁阀线圈温度过高, 绝缘能力下降形成线圈短路或导电能力下降、动作失灵等情况发生。
2.2 断油阀的控制逻辑不完善、有缺陷
前面提到, 我厂空压机系统PLC控制器接到停机命令, 在给高压电机开关发送分闸命令的同时, 会给断油电磁阀一个关闭的命令, 即在电机分闸的同时关闭断油阀, 可是高压电机开关到底有没有分开, 控制逻辑中并没有相关的判断, 也就是没有把高压电机分闸反馈信号写入逻辑中, 这看似简单的逻辑判断关键时刻会发挥非常重要的保护作用。运行的空压机会因切备用或检修等各种原因停运, 一旦PLC控制器发出停运指令, 但高压电机开关因故障没有分闸, 可断油阀却关闭了, 空压机机头立刻就会因无油冷却而出现温度飙升, 很快机头就会过热起火燃烧, 发生这种情况是非常快的, 一般都来不及处理, 后果的严重程度就不言而喻了。因此, 断油阀的控制逻辑中必须要加入高压电机分闸反馈信号的判断。
2.3 低压控制回路中的电磁干扰
由于我厂空压机低压控制箱所用220V电压是由380V转220V变压器变出的, 出线两端均带电。由于没有零线, 控制回路中的感应电压没法消除。当感应电积累到一定程度, 与控制回路一端电压叠加, 就会触发继电器线圈吸合, 引起信号误发, 进而触发空压机误动故障。为有效避免电磁干扰对控制系回路造成影响, 低压柜电压应尽量选用交流市电, 并做好系统接地。
3 我厂空压机存在问题及改进建议
3.1 存在问题
(1) 空压机依靠开关进气门这种简单方式控制压力, 当用气量减少, 气压超过设定值时, 空压机处于空载状态, 做无用功, 能耗较大。 (2) 空压机通过电机启停方式调节气压, 频繁启停电机对电网冲击电流较大, 电机自身寿命也会缩短。 (3) 并联运行的空压机系统存在因压力传感器的检测位置及灵敏度不同造成的加卸载不同步问题, 具体表现就是并列运行的空压机中有的始终处于加载状态, 有的则很少加载、经常处于空载状态。
3.2 改进建议
(1) 将工频电机改造为变频调速电机来控制气压, 当出口压力低于设定值时电机加速运行, 当出口压力高于设定值时电机减速运行。节能及稳压效果会非常显著。 (2) 在压缩空气母管上选择一处相对稳定的区域安装一台压力控制器, 用这一台控制器控制所有空压机, 避免因传感器的安装位置及测量灵敏度造成空压机运行不同步问题。
4 结束语
空压机作为重要辅助设备在电厂中发挥着不可替代的重要作用, 它的控制越来越趋向自动化、智能化, 作为能耗大户, 节能降耗也是一大课题。因此, 研究新型智能、节能环保的控制方式将成为今后空压机系统发展的方向。
摘要：对螺杆式空压机在电厂中的应用及其控制系统常见故障进行浅析, 并对我厂空压机系统存在的问题及改进建议做一简要阐述。
螺杆空压机的频繁起停故障分析 第9篇
关键词：螺杆空压机,压力传感器,改造
0 前言
空压机参数:
型号:SFA15D容积流量:2.4m3/min
排气压力:0.8MPa主机转数:2554r/min
额定功率:15KW重量:450kg
运行状况:从投产使用开始, 此台螺杆空压机就出现频繁启制动情况, 当空压机显示屏上的压力在0.40MPa时, 空压机自动启动运行, 但当压力升为0.78MPa时, 空压机就进入空载运行状态, 当在空载运行90秒后, 压力没有低于0.40MPa空压机进入停机状态, 但当压力在90秒以内下降到0.56MPa以下时, 空压机就进入自动运行状态, 造成电动机长时间都处于运转状态, 对电动机及其它元部件的使用寿命有着非常大的影响。且由于电机车是单机运行, 这就给焦炉的生产带来了相当大的隐患。经过一段时间的摸索研究, 技术人员发现, 此空压机的启制动与空压机上的压力传感器有直接关系。[1]
1 故障分析及处理
空压机使用的压力传感器是利用压阻效应制造而成, 也称为压阻传感器。它是利用气体压力作用在电阻应变片上, 将被测气体压力变化转换成为一种电信号的敏感器件, 当基体受力发生应力变化时, 电阻应变片也一起产生形变, 使应变片的阻值发生改变, 从而使加在电阻上的电压发生变化, 这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小, 一般这种应变片都组成应变电桥, 并通过后续的仪表放大器进行放大, 再传输给处理电路 (通常是A/D转换和空压机PLC的CPU) 显示或执行机构, 在空压机上执行压力低加载、压力高卸荷的功能。
通过分析、查找导致空压机频繁启制动的原因, 发现压力在达0.78MPa时的压降时间过快, 低于设定的90秒。但储气罐上显示的压力值并为到空压机启动的压力值, 有经过一段时间的现场检测, 判断出造成这一现象的原因是由于压力传感器的位置, 发现在其后部紧接着后冷却器, 后冷却器是通过风扇抽入冷却空气对充满压缩空气的弯曲管路进行冷却, 期间的弯曲管路由于种种原因存在一定的泄漏现象, 且在后冷却器后面还有一个单向阀, 这就使得压力传感器检测到的压力值与储气罐的实际值不相符。压力传感器检测到的压力值仅仅是空压机内部的压力变化值, 所以压降较快。另外该压力传感器是测量空压机后冷却器入口气体的压力, 其温度变化范围较大:.20℃~+100℃。任何原理的力传感器都存在着温度对力值漂移的影响, 这种影响有两种情况:一种是温度对传感器零点的影响;另一种为温度对传感器输出的影响。进气压力传感器采用的是压阻式测力原理, 利用扩散技术形成的电桥阻值易随温度改变, 并且压阻元件的压阻系数具有较大的负温度系数, 这些易引起电阻值与电阻温度系数的离散, 因此压阻式压力传感器对温度具有较敏感的性质, 是电阻应变式的十几倍甚至几十倍:环境温度的变化往往会相应地引起压力传感器以下4种参数的变化:零位输出电压、输出幅度、压力灵敏度和桥臂电阻阻值的变化。如图1、图2所示为压力传感器这些特性的典型值, 其中零点和满量程误差是用25℃时的满量程百分比来表示的。[2]
零位输出电压是指在不加任何压力下电桥的输出电压。压力灵敏度是指在恒压源供电方式时的归一化, 输出幅度, 反映了压敏电阻片上压力系数的变化, 并表现为负温度系数, 即随着温度增长而减小, 输出幅度是指电桥输出电压的变化与引起该变化的相应输入压强的变化量之比。由图可知, 输出幅度随温度增长而减小。在恒压源供电方式下, 输出幅度的温度系数是负的, 并且直接与压力灵敏度成正比。在恒流源供电方式下, 电桥电压与电桥电阻R成正比, 而输出幅度可用如下公式表示:S=GRh I, 。因为电桥电阻随着温度而变化, 输出幅度的温度误差是压力灵敏度与电桥电阻温度系数的叠加。
因此, 根据实际情况, 对检测压降的装置压力传感器的位置进行了调整。调整前后的位置如图3所示。
2 实际效果
经过上述改造后, 现在空压机运行后当储气罐达到设定停机压力后, 立即停机。由于更改了压力传感器的位置, 确保了进气压力传感器在其工作温度范围内具有较高的测量精度, 保证了检测到的压力与储气罐内的压力一致, 检测到的数据属于实际数据, 大大减少了空压机的启制动次数, 延长了使用寿命。
3 经济分析
改造前:由于频繁启制动, 此空压机电机的使用寿命在4个月左右, 且对其它元件的损伤较严重。
改造后:减少启制动次数, 空压机寿命延长。
而且检修一次空压机影响生产的时间大约在2小时, 这一时间内可生产焦炭约160吨, 干熄焦蒸汽发电量为15000度。
空压机设备虽然体积不大, 但却在生产中起着至关重要的作用。由上述分析可见, 每年因此改造项目带来的经济效益大约为100万元。
参考文献
[1]天津电气传动设计研究所.电气传动自动化技术手册[M].北京:机械工业出版社, 1992.
