【壓縮機網】離心壓縮機在企業中應用廣泛，該設備的運行狀態與工作性能將會直接影響企業的工作質量，對設備效益與實際收益造成影響，這就需要通過在線監測系統及時發現并挖掘出離心壓縮機組含有的隱蔽性隱患和可能出現的不穩定性因素，不斷抽取并分析歷史數據，建立分析模型，降低設備機組的運行風險，控制機組的劣化趨勢，降低非計劃停工情況的出現概率與維修費用。

　　一、離心壓縮機組在線監測的意義

　　企業可以通過運用離心壓縮機組來降低生產成本，節省人力資源，提高產量與生產品質，降低廢棄物排放，從而滿足現代化工業的各項生產需求。而在離心壓縮機組的運用中，由于內部轉子的高速運轉，軸位移、軸振動等容易引發較高隱蔽性的故障，還會造成一系列連鎖反應。例如，生產線被迫停車、非計劃階段停工等情況，影響企業的整體發展，這就需要維護離心壓縮機組的運行穩定性，確保其處于良好的工作狀態范圍。

　　當前，企業中運行的離心壓縮機組品牌眾多，盡管質量已經比以前提高很多，技術趨于成熟，但在實際運行中，由于受到工況環境的影響，運行的效果卻參差不齊。尤其在傳統監測系統中，反映到機組系統顯示屏的數據難以反饋出系統內在的具有瞬時性的振動波形變化，也難以顯示電流的穩態信號，因此，難以檢測出系統內蘊含的故障。為此就需要在線監測系統，降低安全操作隱患，做到實時的在線監測，讓工作人員可以及時發現系統內存在的問題，一旦發生問題，在線監測系統可以自動記錄完整的異常情況，為事后修復與分析提供便利，還可以記錄下系統內高速轉子運動過程及電流穩態信號，為維修工作提供依據，幫助工作人員全面了解設備性能。

　　二、離心壓縮機組在線監測系統的優勢

　　離心壓縮機組的在線監測系統是通過虛擬儀器技術，利用計算機對離心壓縮機組的運行狀態進行實時監測，記錄機組運行的全部工況，并向工作人員直觀展現。這種虛擬儀器還具備虛擬面板，兼容性較高的端口可擴展儀器功能，并通過硬件資源、儀器檢測、控制軟件等進行數據分析及通訊處理，擁有較高的運行效率，將傳統的硬件檢測儀器向虛擬軟件的方向轉變，打破檢測設備與計算機之間的屏障，而企業用戶也不需要購買多臺檢測設備，僅需要在原有的設備上進行功能擴展，連接虛擬檢測軟件，增強功能，相較以往，降低了企業的檢測成本。

　　這種虛擬儀器技術可通過變編譯型圖形化編程，兼容多種功能模塊，并將各個功能模塊進行串聯，實現數據共享與互通，允許多個數據通道同時允許，還可以將某個模塊設定為其他模塊的子程序，將一個復雜的監測任務分解成多層次的子任務，再運用框架圖組合功能，合并處理檢測任務，簡化工作流程，提升系統運行效率。

　　與傳統檢測工作相比，這種運用虛擬儀器技術的在線監測系統可讓使用者對系統進行自定義，功能性強大，擁有廣闊的使用途徑。特別是在測量、開發、檢測、計算、監控等可與示波器、邏輯分析設備、頻譜儀等相結合，發揮更高的性能，再加上擁有簡約易于操作的圖形化界面，更是降低了操作門檻，使用者不需要經過過于復雜的培訓，就可以上手操作，降低了原本數據收集與處理分析的工作強度。同時，傳統檢測儀器較為龐大，在多數據并行測量檢測時極為復雜，線纜與待測儀器都會增加工作難度。然而，通過這種集成化的虛擬檢測系統，會大幅度為工作人員提供便利，降低操作成本與檢測時間，其發展前景十分廣闊。

　　三、離心壓縮機在線監測系統設計

　　1.在線監測系統總體設計

　　在線監測系統通過虛擬儀器技術對離心壓縮機組的運行工況進行實時檢測，并可利用相關軟件平臺進行開發。在線監測系統的前面板采用按鈕進行功能選擇，也可搭載觸摸屏，而內部的數據分析模塊則可對數字信號進行采集與分析，還包括時域分析、幅值譜分析、譜平均分析、坐標分析、軸心軌跡記錄、軸心位置分析、歷史趨勢分析等，為故障檢測提供了詳盡的依據。

　　離心壓縮機組內部結構復雜，功能繁多，很多信號都具備停機保護，為此面對繁重的監測任務，在線監測系統還應具備多任務處理能力。可通過分布式結構結合各類子系統，依托智能計算機網絡，為離心壓縮機組構建企業監測網，并連接各個車間、施工現場、分廠與總公司。因此，還應具備諸如通信功能、分析功能、整合功能、網絡安全技術、數據傳輸功能等多種功能，實現對設備運行狀態的實時性檢測，并精準提供故障診斷信息，向各部門、各層級管理人員發送監測數據，并保證數據信息的完整性與安全性，確保不出現數據丟失的情況。同時，應通過數據庫進行連接，并將各類歷史記錄與啟停機數據相互比對，自動判斷運行狀態是否正常以及是否需要發送報警信號，而由于系統具備數字化處理技術，還可以及時向工作人員提供設備運行的各項參數與正常參數比對圖譜，方便企業管理人員任意時間與地點進行設備狀態管理。

　　2.電渦流傳感器

　　電渦流傳感器是一種系統硬件結構，擁有較高的靈敏度與適用性，頻率范圍與抗干擾能力相比傳統傳感器也有著較大的提升。可將機械振動情況向電信號轉化，為此在設計中，就需要合理安排電渦流傳感器的位置與安裝質量，確保可以完整地獲取到轉子振動信息。該元件通過頭部探頭探測離心壓縮機組振動間隙變化測量轉子振動與軸位移的關系，而不需要與離心壓縮機組直接接觸。由于有足夠的頻率范圍，可測量高頻率的轉子振動位移或靜止位置，觀測轉子與機殼振動情況，所呈現波形簡潔直觀，且抗干擾能力強，為后續觀察分析提供便利。

　　電渦流傳感器在監測工作中還應注意找平與離心壓縮機組的問題，工作人員需要在平均間隙中考慮到機殼振動間隙，否則，將會由于振動間隙不足而降低監測值的準確性。為了避免波形失真與測量誤差，普遍會在平均間隙上空余出一定空間，確保平均間隙的兩邊保持最大動態幅度，而不會與機殼發生誤接觸。同時，還應注意傳感器的探頭部位與其他導體保持一定距離，避免傳感器端部線圈的磁通受到其他導體的干擾，從而改變傳感器探頭線圈與機殼之間的耦合狀態。另外，還應考慮離心壓縮機組本身材質，注意導電性與導溫性，降低測量誤差。

　　3.模擬信號調理模塊

　　模擬信號調理模塊是在線監測系統中的一項重要元件，該元件可提升數字測量信號的準確性，并確保數字通道內信號數據的完整，還起到保護測量系統的作用，避免在測量過程中受到過多的外界因素干擾而為測量結果造成影響，降低外界對系統元件的損害，發揮保護作用。信號調理元件還擁有較強的抗噪聲能力，通過輸出輸入端口保護、信號放大、信號電源隔離、濾波器、激勵器等為系統與傳感器提供準確性保障。此外，在運用中，模擬信號調理模塊還會在系統與機殼形成空余空間，保障操作人員的安全，并降低由于共模而形成的測量誤差。特別是在充滿電氣噪聲或其他信號干擾因素的環境中，可發揮抗干擾能力，消除干擾噪聲以及來自電源、電動機等設備的干擾，提高數據采集結果的準確性。還包括系統過壓保護等功能，確保系統不會受到異常電流造成的影響，從而減少系統的糾錯時間，提升監測工作效率。

　　4.數據采集模塊

　　數據采集模塊可完成信號采集、數據處理、信息存儲與傳輸等工作，也是在線監測系統的核心部位。由于相關軟件平臺提供相應的函數與邏輯編碼，為此在系統設計中也不需要工作人員進行過多調節，可直接投入使用。數據采集模塊在運用中還擁有較高的兼容性，可對各類數據通道的采樣點數與采樣頻率相適應，獲得更廣泛的數據。由于此軟件還具備數據實時傳輸功能，可充分發揮在線監測系統的效用，可通過動態數據交換等技術，降低數據傳輸實際，提升數據運算效率，方便計算機、局域網及各車間監測系統相互連接與數據交換。而數據采集模塊還具備歷史情況分析與報表編制等功能，可通過本地系統結合網絡數據庫，就算在離線狀態下也可以完成監測工作，聯網后則可將本地系統數據上傳到網絡數據庫，由服務器對數據進行采集與存儲，可實現機組故障與歷史異常情況的比對，并為工作人員呈現出簡潔的報表，方便機組故障處理。

　　5.監測分析模塊

　　監測分析模塊可對數據采集模塊所分析出的異常數據進行處理，發揮著報警作用，工作人員可通過該模塊及時了解機組的異常狀況。監測分析模塊可被安裝在任意主機上，只需要連通網絡，就可以變成自動化分析站，實現對數據采集模塊數據的識別。

　　監測分析模塊包括正常監測、數據分析與趨勢分析等功能，正常監測可隨時顯示系統工況。例如，軸承振動信號若出現異常情況，系統就會根據系統振幅進行報警；數據分析則可通過頻域分析、時域分析、軌跡分析、振幅分析、機組啟停狀態等判斷機組的運行狀態，而趨勢分析則是可根據設備一段時間的運行狀態，判斷機組是否存在劣化趨勢，并與網絡數據庫內的其他機組運行數據相互比對，再通過向數據采集模塊進行回傳，獲取異常情況信號后直接發出報警信號，發揮在線監測系統的實時探測效能。

　　四、離心壓縮機組在線監測系統的應用

　　1.檢測機組不對中問題

　　離心壓縮機組在運行中常常會由于各項隱患故障而影響整體運行，對企業的生產及人員安全造成威脅，而通過在線監測系統的運用，則可以有效發現機組設備存在的問題。機組不對中問題是在設備安裝后，內部轉子的軸線并未與延長線相互重合。這種情況將會導致一些大型離心壓縮機內部出現電動機與增速器相互產生誤差，輸出齒輪軸的耦合性較差等問題，造成較為嚴重的事故。在不對中問題發生時，內部聯軸的振動會產生徑向與軸向的振動，從而引起遠離連接軸的振動。而在線監測系統則可通過虛擬儀器的探頭，測量機殼頻率，并根據歷史數據庫與往期振動頻率相互比對，檢測是否存在振動方面的差異，直接就可判斷出是否存在機組不對中的問題。因此，在線監測系統應用中，可及時通過振動發現系統問題，確保機組設備運行的穩定。

　　2.檢測轉子不平衡問題

　　離心壓縮機組運行中內部轉子會高速回轉，而轉子不平衡問題則是離心壓縮機組常見的異響故障情況，通過傳統檢測方式很難被觀測到，而這種不平衡情況就算在設備安裝中對轉子進行動平衡實驗，依然難以完全避免，在使用中很容易出現。一方面，是由于轉子在運行中自動產生的不平衡；另一方面，是由于轉子在運輸途中產生碰撞導致變形或彎曲，使轉子的重心與設計之初產生偏離情況，將會引起機組明顯的振動情況。應對這種故障，在線監測系統可分析機組的頻譜值，判斷是否與常規振動存在較大的偏差。若軸心軌跡呈現出橢圓形，其他測點也有所增大，而頻譜成分幅值卻較低，為此就可推斷出系統存在轉子不平衡問題，檢修人員也可以在維修中進行動平衡實驗，并比對在線監測系統的歷史數據，具有一定的實用價值。

　　3.檢測機械松動問題

　　機械松動是離心壓縮機在運行中的一項故障情況，可通過在線監測系統測量出來。機械松動包括結構性松動與轉動部件松動，其中會由于安裝過程中不牢靠、底座損壞或零件脫落等因素引起。而機械松動故障同樣具有屬于自己的頻譜表現，在徑向振動或垂直振動較強時，在線監測系統就可以通過頻譜分析判斷出故障情況及發生松動的部位。就算軸向振動幅度較小，也可以通過高精度探頭探測到異常振動情況，再結合時域分析，對比往期數據庫，就可以測得離心壓縮機組內部出現的故障情況，為后續的檢修及故障預防等工作提供便利。

　　總而言之，離心壓縮機組的在線監測系統是一項功能較多、適用性較強、準確性較高的機組工況運行監測系統；可實現反饋機組的運行狀態，分析機組故障問題，為事故預防、故障維修等工作提供便利；系統設計中應做好電渦流傳感器、模擬信號調理模塊、數據采集模塊、監測分析模塊等方面的設計與安裝。通過實時監測，可檢測到離心壓縮機組的不對中、轉子不平衡以及機械松動等問題，為機組設備的穩定運行提供保障。

來源：本站原創