离心式空气压缩机的振动监测
原则
离心式空气压缩机是一种旋转式机器，利用离心力为不同的应用产生压力。它加速来自叶轮中心的空气，然后在扩散器中使其减速。在空气膨胀过程中，动能转化为势能，因此空气被加压。 多级，特别是三级离心空气压缩机在工厂中非常普遍。每一级可以使压力按 2:1 到 3:1 的比例增大，随后的第三段级结束可将压力增加到约 8:1。三阶级压缩机的其他优点包括在每一级压缩后可方便地控制温度和湿度。离心式空气压缩机是由许多不同部件组成的复杂的旋转式机器。图1对部分部件予以说明：
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应用
现代离心式空气压缩机小巧、高效且可靠。通常来说，它们安装在一个公共底座上，与电机、齿轮、冷却器、管道和控制装置都安装在一起。压缩机控制器用于在相对恒定的出口压力下管理空气压缩机的容量和可靠性。近来离心式空压机的先进技术给用户带来了巨大的好处，如无油送气、安装简单、运行成本低、维修方便等。因此，离心式空气压缩机广泛用于各种工业和商业应用，包括：
空气分离
炼油
发电
化工加工
食品与饮品
石化
橡胶
电子设备
纸浆和造纸厂
纺织品
下面的图 2 显示了化工厂中的一个应用示例
故障和原因
压缩机的灾难性故障会给工厂的运营带来严重后果，例如其他设备的故障、安全隐患、停机、生产收入损失、昂贵的维修费用和健康问题。压缩机故障可能有多种原因，但最常见的原因是不平衡、不对中、疲劳或偏离设计、润滑不足或不当、密封失效以及异物堆积等机械部件故障。下图（图 3）显示了一家炼油厂的灾难性压缩机故障，这个故障造成了严重的停机和生产损失。
图 3.离心式空气压缩机故障一例
轴是在压缩机机制内传递运动和承载力的关键旋转部件。轴承安装在外壳上，为轴提供径向和轴向支撑。因此，轴或轴承外壳的振动将是离心式空气压缩机系统的许多问题的首发症状和真正指标。
资产保护
离心式压缩机是许多生产设施的重要资产，工厂的运营依赖于它们。设计一定的机器保护机制来保持压缩机的健康状态并防止灾难性故障是很重要的。振动监测是最常用的方法之一，可以在许多故障升级为严重问题之前检测到这些故障。振动监测的实施可以带来许多其他好处，例如：
增加正常运行时间和产量
消除意外维修和非计划性停机
优化维修计划和机器性能
提高财务业绩
美国石油协会（API）是制定设备监测标准的大力倡导者，API 标准已被众多旋转式机械用户广泛接受。1970 年，API 认可趋近式探头是一种测量设备，用于在工厂验收测试期间确定可接受的轴振动。相关标准被称为 API 670 标准，后来进行了修订，增加了有关变速箱外壳振动测量的温度和材料的内容。2001年，API 670 标准再次修订，定名为“机械保护标准”。API 670 已成为世界上应用最广泛的振动监测标准，因为它通常能反映振动监测系统公认的“优良工程做法”。在图 4 中，API 建议对于带有油膜轴承的离心式压缩机，至少应安装两个轴向位置探头和两对径向振动探头（X和Y），以监测轴振动。根据经验，建议至少在轴承箱上安装一组地震振动传感器，以监测整体的外壳振动。
图 4. API 670 带流体动力轴承的离心式压缩机的典型系统布局Metrix 产品
Metrix 为客户开创了技术创新和实惠的机械保护的概念。Metrix 提供完整的振动解决方案，包括趋近式和地震产品线，以满足各种应用的不同要求。我们标志性的数字趋近式系统产品 MX2033 前置器和 MX2034 变送器，以及我们的 SA6200A 加速度计或地震变送器 ST5484E 的组合可以保护您的压缩机，并为您的业务带来诸多裨益。
为保护三级离心式空气压缩机，建议每个叶轮至少安装一个 MX2034 探头系统以测量径向振动，并至少安装一个地震变送器 ST5484E 以测量变速箱的振动。4-20mA 信号可以路由到 PLC/DCS 控制系统，经缓冲的原始信号可用于诊断分析。改进的系统将在每个轴承/密封件处使用一对 XY 传感器。典型的安装和接线情况如图 5 和图 6 所示。.
图 5. 用于离心式空气压缩机的 Metrix 振动监测产品
图 6. MX2034 在离心式空压机应用中的接线图
为了更大程度地保护离心式空气压缩机，建议同时监测电机/叶轮轴的轴向位置和转速。Metrix MX2034 趋近式变送器能够测量这些参数。MX2034 的数字可组态性使用户更容易在现场使用任何模式来满足机器保护系统的不同要求，这可以通过图 7 所示的 Metrix DPS 组态和实用软件来实现。
图 7.Metrix DPS 组态和实用软件的用户界面
MX2034 趋近式变送器的高级功能
1. 消除串扰
2. 抑制尖峰
离心式机械的竞争比较
