往復壓縮機氣閥故障診斷方法的試驗研究

1、前言

　　氣閥是往復壓縮機中最關(guān)鍵的零部件,這是因為它對壓縮機的效率、功率、排氣量和可靠性有著(zhù)關(guān)鍵性的影響。據統計, 往復壓縮機大約有60%的故障是由氣閥引起的,因此對氣閥進(jìn)行故障診斷有實(shí)際意義。然而往復壓縮機由于其結構復雜性和特殊性,使其在檢測方法上也不能單一化和簡(jiǎn)單化。本文通過(guò)試驗模擬往復壓縮機進(jìn)氣閥的漏氣故障,采用常規熱力參數法、示功圖法和振動(dòng)法對其進(jìn)行故障診斷。

2、往復壓縮機氣閥性能試驗裝置

　　壓縮機參數:雙缸單作用空氣壓縮機;最大工作壓力: 0.8MPa; 最大排氣量: 1.5m3/min;轉速:500r/min。

　　試驗工況為進(jìn)氣閥泄漏故障(閥內加高墊片間隙1、2、3mm)及正常4種工作條件下,對應的排氣壓力(表壓)為0.2、0.3、0.35、0.4、0.45和0.5MPa6個(gè)工況。

圖1　試驗裝置流程

　　將應變式壓力傳感器采集的氣缸內壓力信號和磁電傳感器采集的氣缸內活塞止點(diǎn)信號通過(guò)數據采集卡PCI9112 數模轉換后進(jìn)入基于LAB2V IEW的示功圖繪制計算軟件,繪制不同狀態(tài)下的示功圖。試驗裝置流程如圖1所示。

　　振動(dòng)測試點(diǎn)選擇: (1)被測進(jìn)氣閥,用以直接評價(jià)其振動(dòng)情況; (2)遠離飛輪用于固定壓縮機的地腳螺栓,用以評價(jià)機組的整體振動(dòng)情況。首先確定壓縮機振動(dòng)測試范圍,通過(guò)試測發(fā)現振動(dòng)位移信號的頻率主要集中在在0～50Hz頻段。所以選擇50Hz為振動(dòng)測試范圍并使用壓電式加速度傳感器,窗函數均選擇矩形窗。

3、往復壓縮機氣閥性能試驗結果分析

3. 1、往復壓縮機氣閥常規熱力參數

　　壓縮機運行一段時(shí)間后,在出口溫度穩定后,記錄此時(shí)排氣溫度的數值,如圖2所示。

圖2　排氣溫度隨漏氣量的變化

　　當泄漏發(fā)生時(shí)排氣溫度會(huì )升高,溫度升幅與氣閥泄漏的嚴重程度有著(zhù)直接的關(guān)系。當排氣溫度升高時(shí),通過(guò)噴嘴的氣體質(zhì)量流量下降,同時(shí)進(jìn)氣閥漏氣會(huì )導致壓縮機機械效率下降,因而排出單位質(zhì)量氣體能耗增加。