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压缩机噪声诊断

一、压缩机

1. 双螺杆压缩机
双螺杆压缩机整机系统主要由电机、压缩机、管路、阀门和压力容器等组成，在运行过程中会受到气体力、惯性力、摩擦力等载荷的作用，激发压缩机机壳、整机底架、管道系统及支撑结构等，零部件的振动。这些振动如不采取适当的措施加以限制，则会带来一系列问题。
螺杆压缩机噪声主要分为，机械性噪声和流体动力性噪声。螺杆压缩机在电机交变应力的作用下，引起机械设备中的构件及部件碰撞、摩擦、振动，从而产生机械性噪声，常见的控制方法有在源头上控制噪声源，如减少运动部件的冲击，提高转子及其装配件的动平衡等。
2. 离心压缩机
当离心压缩机喘振时，将会隔几秒定期地发出一个深沉而又吼哮的噪音。此时，压缩机已处于不稳定状态下运行，转子在轴承间往复滑动，而且止推轴承、转子这种水平方向的移动，不可避免地要损坏压缩机轴封。
每一次的喘振表明了转子在轴承间又一次的滑动，这种喘振的声音越高，转子水平方向的作用就越强，危害性也越大，会导致由轻喘振到压缩机的完全自行破坏。
引起喘振的原因和补救方法：
排出压力太高，把压缩机后冷器的接收器放空以降低被压，或者把进入后冷器的冷却水阀门打开。
吸入气体温度高，多数的装置都备有在压缩机的吸入口上游注入少量轻的液烃类设施，液体蒸发冷却了吸入压缩机的热气流，也可以要求上游工序降低进入压缩机的气体温度。
3. 活塞式压缩机
活塞式压缩机的噪音与振动主要是机械方面的原因，同时由于工艺方面的排污不及时，油和水进入气缸同样也会产生噪音。
压缩机的气缸里面掉入一些机械杂质，或活塞和缸盖的间隙过小，压缩机在转动时气缸里就会发出“当当”的金属碰击声，发出这种声音时要立即停车检修。否则，就会发生重大的设备损坏事故。
由于工艺排污不及时，油和水进入气缸就会发生液击，液击的声音也是“咚咚”的响声，这时就应该加强排污，液击严重时还要停车检修。
二、主电机和风机
主电机噪声，主要是电磁噪声和电机尾部的散热风扇高速旋转产生空气动力性噪声。在电动机中，电磁噪声是由定、转子间的气隙中谐波磁场产生的电磁力波，引起定子与转子的振动而产生的。
主电机噪声要减小电磁噪声，就必须使用户电源电压稳定，并且提高电动机的制造及装配精度。
三、油气罐噪声
螺杆压缩机在运转过程中做周期性的吸排气，再加上内、外压缩比的不匹配，容易产生气流脉动，气流脉动通过排气管道传入油气罐，诱发流体动力性噪声。
油气罐的噪声可通过衰减排气脉动压力，在排气出口处安装气流脉动衰减器，可以衰减气流脉动或者加设排气缓冲器，缓冲器容积愈大，声频率愈低，降低的噪声愈多。不过在实际使用中难度较大，很少采用。
四、管路系统
管路系统的噪音，主要是带压气体的摩擦管路，或突然降压排空引起周围气体的扰动所产生的噪音。
阀门的噪音主要由于以下几方面原因：
止回阀振动所产生的噪音；
阀座上落入异物；
闸板阀泄漏。
止回阀振动产生的噪音主要来自于升降式的止回阀，一般在压缩机和泵的出口都安有止回阀，其目的是在停压缩机和泵时，防止高压气体和液体倒回系统。
五、加卸载噪声
压缩机加载工作时，进气阀开启，气流被吸入主机压缩，压缩过程产生的噪声以声波的形式从进气口辐射出来，这样便产生了进气噪声。压缩机的进气口噪声呈明显的高频特性，噪声的强度随着负荷的增加而增大。另外，进气口噪声与主机机体结构，进气阀的通径大小，阀门结构等有关。
卸载时发出嗡嗡的噪音，是正常的卸载放气声音。如果是异常的噪音并有振动的现象，就要检查主机、主电机、风扇电机的轴承。

关于压缩机气阀故障.

一、气阀故障现象及原因分析

气阀故障，主要是阀片、弹簧破损，气阀密封性差，阀片的开启时间和高度不对以及安装中产生的问题。气阀故障现象及产生原因有以下几种：

1. 阀片损坏

原因：

（1）疲劳破坏—由于阀片承受着频繁的撞击载荷和弯曲交变载荷，阀片容易产生疲劳破坏。实际使用证明，阀片主要破坏形式是撞击载荷引起的径向断裂；

（2）阀片磨损—环状阀片与导向块工作面之间产生的摩擦磨损，可减弱阀片强度，降低使用寿命。磨损量过大时阀片可能卡死在导向块上或者失去密封作用。环状阀片在工作时转动，将引起阀片边缘磨扳；

（3）阀片材料缺陷—材料夹渣、夹层、裂纹等缺陷引起阀片应力集中，在循环载荷作用下，成为疲劳破坏的根源。因此新阀片早期磨损率较高，使用期超过1000h的阀片，其使用寿命较高；

（4）介质腐蚀—压缩介质本身有腐蚀性或介质中含有水分，工作时冲刷阀片，破坏阀片表面保护膜，在阀片局部地方出现腐蚀麻点和空洞，引起应力集中，产生腐蚀疲劳破坏。

2. 气阀弹簧损坏

原因：

（1）弹簧从阀片全闭到全启，其载荷由预压缩力变化到*大压缩力，承受脉动循环载荷，引起疲劳破坏；

（2）弹簧变形时与弹簧孔壁发生摩擦磨损，强度下降而断裂；

（3）介质对弹簧表面腐蚀，产生麻点、凹坑，引起应力集中，加速弹簧疲劳破坏；

（4）材质不符合要求，弹簧的加工、热处理有缺陷。

3. 气阀漏气

原因：

（1）阀座密封面不平，表面粗糙度达不到要求；

（2）密封面被碰伤；

（3）阀片变形、破裂；

（4）阀隙通道有异物卡住；

（5）气体温度高，润滑油易变成炭渣卡住密封面。石油气压缩机，温度和压力越高，聚合物积炭越严重，炭渣黏着在阀片和阀座上，使气阀漏气，见图1；

（6）弹簧力过小；

（7）弹簧端面与轴线不垂直；

（8）阀座、阀片严重磨损。

图片

图1

二、气阀漏气鉴别方法

（1）在多级压缩机中，若某一级排气阀漏气，排出气缸的气体又部分泄漏回气缸，不仅使该级排气温度升高，排气压力下降，而且该级的排出气量不足，使前级的排气压力上升。

因此判别某级排气阀是否漏气，可测量该级阀盖上的温度是否升高，本级排气压力是否下降，前级排气压力是否上升等方面来识别。此外，还可以用金属棒或泄漏检测仪检查，气阀漏气严重时会发出吱吱的声音。

（2）某一级吸气阀漏气，则该级吸气阀部位温度升高。同时由于该级吸入气体又在压缩过程中泄漏出去，使前级排气压力上升，而后面各级因吸入气量不足，排气压力下降。因此同样可用测量温度、压力和声音的方法来判别。

（3）如果第一级吸气阀漏气，则随后各级气量下降，各级排气压力也相应下降，因此可从各级排气压力和气量是否下降来加以判别。

三、气阀故障诊断方法的研究

如上所述，气阀故障主要表现为阀片损坏、弹簧折断和气阀漏气方面，其实这3种故障常常互为因果，阀片损坏可导致气阀漏气；弹簧折断使得阀片对阀挡和阀座的冲击速度和撞击力增大，导致阀片碎裂。

因此，利用阀片冲击力的变化、气阀是否产生泄漏等特征参数来判断阀片和弹簧故障，是当前研究利用振动信号诊断气阀故障的主要方法之一。

监测气阀的故障信号，除了观察压缩机的热力参数变化之外（如压缩机各级吸、排气压力变化、气量变化、阀腔内温度变化以及压力脉动变化等），更主要的是希望从气阀工作过程中产生的动力性能变化来诊断故障。

目前对气阀故障进行监测和诊断的主要方法有：

（1）在压缩机气阀阀盖上用传感器拾取振动信号或噪声信号，然后对信号进行分析处理和故障识别；

（2）在气阀阀室内用位移传感器拾取阀片运动规律信号，校核阀片运动规律；

（3）引出气缸的压力，作出气缸内的p-V示功图，从示功图的变化上判别气阀故障；

（4）测量吸、排气腔内的脉动压力和温度变化诊断气阀故障。