综述
SUMMARY

压缩机状态控制与预知维修探讨

    关于压缩机运行状态管理和预知维修文件系统
  本文所论及的是一项较新的技术,可保持稳定节能效果的有效实施。
  压缩机的预知性维修是通过对压缩机的状态监测,得到关于压缩机的温度、压力、流量、振动、噪声、电耗等各种动态参数,由系统对各种参数进行分析,进行故障诊断、状态预测和维修决策,进而实现对压缩机的预知维修。属于从事故维修,计划修理向预知维修的转变,不仅有利于节约维修费用,而且还可大大降低事故率、减少停机次数和时间。
  一个成功的预知性维修程序是建立在压缩机上的优化维修策略(亦即矫正的,预防的或可知性的), 以得到正确的“维修组合”, 它包含经过良好培训的人员, 应用技术, 集成的分析, 有效的决策和对成本效益的不懈追求。
  预知性维修也称预测性维修(Predictive Maintenance,简称PdM)是以状态为依据(Condition Based)的维修,在压缩机运行时,对它的主要(或需要)部位进行定期(或连续)的状态监测。根据监测数据,使用分析工具,判定压缩机被检测零部件所处的状态,预测压缩机被检测零部件状态的发展趋向,依据其状态发展趋向和可能的故障模式,预先制定预知性维修计划,确定机器应该修理的时间、内容、方式,下达维修指令或作业单。安排人员,准备必需的技术和物资。按期进行计划规定的维修项目,加强记录,反馈维修指令或作业单,将修理记录和有关数据录入状态管理文件,做为状态控制的依据。
  预知性维修集压缩机状态监测、故障诊断、故障(状态)预测、维修决策和维修活动于一体,是一种新兴的维修方式。
  例如压缩机的气阀,直接关系到压缩机的打气量,吸排气压力,电耗等,是压缩机维修量最大的零部件。绝大部分的气阀损坏是由于气阀弹簧过度磨损、断裂或自由高度变小,而使阀片的缓冲作用丧失。气阀的开闭声响逐步变大,漏气逐步增加,排气温度升高和阀盖温度升高。通过对气阀温度、噪声或振动进行精确的定点测试,并结合气阀状态分析技术,进行科学的预测,采用数字图线技术,对后续状态发展进行预测,确定合理而经济的维修计划或命令,与邻近的维修项目合并执行。经过几个循环的实践,对已执行的维修计划进行总结分析或矫正,使之更趋于优化状态,其程序如表1。
       列举一个压缩机状态管理表文件如下:
  SCY10a是一个压缩机状态管理表文件,分氮氢1#机到6#机、11#机到22#机共18列。
  行为日期,可以把任一机器的状态输入到该文件。
  具体输入方法:
  1 从试运行日开始,按机台和日期,输入状态管理表;
  2 输入机器状态,(输入其中之一:运行,停机及时间,开机及时间,在修理,修理好);
  3 运行状态是否正常,稳定;有无异音或压力、或有无温度不正常波动;
  4 发现和存在问题用红色表示,(某段吸气阀异音或发热,某段排气阀音异音或发热;某段填料漏气)等;
  5 发现和存在异常用红色表示,(气缸,活塞,活塞杆,活塞环,导向环,缓冲器);
  6 发现和存在故障用红色表示,(其他设备、管线、阀门、仪表);
  7 未处理项,继续拷贝,延续存在;
  8 处理项用蓝色;第二日经处理该项不存在时删除。
  例1:运行13天,稳定;气阀,填料,活塞环状态正常
  例2:20:18停机,发现五段中体两处裂,四进缓冲器支撑板裂两处,三段缸有响声,六段填料有异声;四五段平衡管漏气较大;经检查四五段活塞环断裂,三段排气阀坏;六处排气阀有活塞环碎块。
  例3:运行16天,稳定;气阀,填料,活塞环状态正常。
  关于优化压缩机运转状态、预知性维修工作内容
  优化压缩机运行状态采用预知性维修相关技术,是一项综合技术。该系统对某化工厂所管辖的41台压缩机和循环机的气阀、活塞环、导向环和活塞杆设立状态管理记录和状态分析,通过图表显示所管理的零部件的状态特征和变化趋势,为其维修计划提供依据。
  该系统管理的压缩机和循环机按表2编号,包括下列主要内容:
压缩机状态控制与预知维修探讨   
       1 通过压缩机状态管理文件,管理压缩机整体状态,使压缩机整体状态得到清晰的描述,避免隐患得不到管理而疏忽;
  2 确定易损零部件状态
  2.1气阀
  检测仪器:红外测温仪或热像仪。
  测量参数:定时准确测量各段吸气温度,吸气压力,排气压力,吸气阀盖温度,排气阀盖温度。
  分析方法:
  ① 按各段吸气温度计算吸气阀盖温度;
  ② 按各段吸气温度和压缩比计算排气阀盖温度;
  ③ 以气阀实测温度与最佳工况温度对比,计算偏移量,按偏移量确定气阀的工作状态。当偏移量数值为蓝色时,可认为属正常状态;当偏移量数值为红色时,可认为不正常状态;
  测量要点:
  ① 气阀编号,编号方法:靠近十字头处气阀为内,盖侧气阀为外;同名气阀从上往下编号。例:一段盖侧吸气阀从最上面数第二阀,编号为一吸外2。
  ② 各段吸气温度测量点定位并做标记;
  ③ 检测记录各气阀最高温度,并作记录;
  ④ 换气阀后,应对每个气阀的温度进行测试,记入系统的“气阀记录分析.excel文件”,并调整修正温度项,使偏移量为最小整数,以备对后续记录进行分析。
  2.2 导向环磨损测试
  测试分析方法:
  ① 测量该段十字头平均间隙;
  ② 在活塞杆上压千分表,将内死点千分表示值调为0;
  ③ 盘车,测外死点千分表示值(注意正负);
  ④ 计算活塞轴线偏移气缸轴线实际量值;
  ⑤ 计算导向环磨损量。当导向环磨损量大于1mm时,磨损量数值变红色,应引起警惕!此状态会引起活塞环泄漏增加较多,并导致活塞环磨损加快。
  2.3 活塞环磨损测试
  测试该段排气温度增加值(剔除气阀影响)与换环初期该值对比,确定活塞环的漏气程度。
  检测仪器:红外测温仪或热像仪。
  测量参数:准确各段吸气温度,排气温度,吸气压力,排气压力。
  分析方法:
  ① 记录换气阀和活塞环后的吸气温度,排气温度,吸气压力,排气压力,调整修正温度项,使偏移量为最小整数;
  ② 随后按时记录各段吸气温度,排气温度,吸气压力,排气压力,计算排气温度,计算偏移量。当偏移量数值为蓝色时,可认为属正常状态;当偏移量数值为红色时,可认为不正常状态;
  测量要点:
  a. 准确测量测试段的吸气温度,排气温度,吸气压力,排气压力;
  b. 各段温度测量点应定位并做标记;
  c. 换气阀和活塞环后,应测吸气温度,排气温度,吸气压力,排气压力,调整修正温度项,使偏移量为最小整数。
  2.4 零部件磨损极限
  ① 极限磨损量判断依据:测试间隙超过新机间隙的2倍以上;
  ② 效率判断依据:测试效率较新机效率下降5%以上;
  2.5 易损件可靠性要求的计算
  按最短停机时间的倍数计算。
  2.6 易损件进入维修程序的判断依据
  按计算结果的必要性和可能性去判定。
  2.7 气阀可用性判断依据
  按气阀的测试温度判定
  2.8 阀簧与阀片价格的比率
  阀片价格为优质阀簧价格的10倍。
  2.9 阀簧可用判断依据
  自由高度损失7%,使用时间超过2000小时。
  3 延长易损件寿命的技术
  3.1 导向环配置技术:合理宽度的计算(结合宽度变化加大趋势确定);适用不同比压的导向环材料;随气缸磨损量调整的导向环配置技术
  3.2 均匀磨损的活塞环结构
  3.3 优化的活塞环材料类别(青铜,铸铁,填充聚四氟乙烯,peek,ppek)
  3.4 优化的配方和物理性能
  3.5 优化的气阀马赫数
  3.6 优化的气阀弹簧配置
  3.7 优化的弹簧结构、尺寸和材质
  3.8 精准的状态测量
  3.9 拆卸前的位置测定,安装时尽量恢复原位置(尤其是活塞位置)
  3.10 精细的安装准备
  3.11 科学的安装过程润滑。国外机械包括汽车、铁路车辆、飞机、军方设备等可靠性高的原因之一是精良的安装过程润滑
  4 压缩机状态管理
  把气阀、活塞环、导向环测试分析的状态结果记入状态管理;把昨日的状态复制到今日,并按变化情况记入,未变的继续复制。
  5 维修作业单下达和反馈
  预知维修能有效减少停机次数的关键是:根据压缩机状态,参考维修计划,适当调整压缩机维修项目的执行时间,合理的减少前后各次停机次数,逐步走上经济的压缩机维修运行轨道,达到压缩机的稳定、高效、低耗、安全维修运行。
  关于压缩机状态管理表具体文件
  这是一个制定和调整停机检修计划(气阀,活塞环,导向环,)的列举文件和各压缩机检修的记录列举文件,此文件主要是配合记录表格而作。
  其包含分氮氢机、二氧化碳机、循环机3个文件集。氮氢机又分6段氮氢机检修记录、低压机检修记录、高压机检修记录和停机检修计划(气阀,活塞环,导向环,)等四个表文件,可从下段切换。二氧化碳机又分检修记录和停机检修计划两个表。循环机又分20MPa循环机检修记录、25MPa循环机检修记录、低压醇循环机检修记录、中压醇循环机检修记录和停机检修计划五个表,也可从下段切换,便于清晰的检查易损零部件的使用周期,即时输入有关数据,便于对维修进行管理。
  SCY200气阀纪录分析文件说明
  SCY201气阀纪录分析氮氢机1#,显示1#机在装的80个气阀的温度偏移趋势分析;
  SCY301活塞杆环导向环磨损测试氮氢机1#,1#机在装的8个活塞导向环的磨损测试表格和计算;5个活塞的活塞环漏气引起的排气温度偏移趋势分析;4个活塞杆的温度测试和温度偏移趋势,便于观察分析。

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