往复压缩机气阀故障诊断方法的试验研究

1、前言

　　气阀是往复压缩机中最关键的零部件,这是因为它对压缩机的效率、功率、排气量和可靠性有着关键性的影响。据统计, 往复压缩机大约有60%的故障是由气阀引起的,因此对气阀进行故障诊断有实际意义。然而往复压缩机由于其结构复杂性和特殊性,使其在检测方法上也不能单一化和简单化。本文通过试验模拟往复压缩机进气阀的漏气故障,采用常规热力参数法、示功图法和振动法对其进行故障诊断。

2、往复压缩机气阀性能试验装置

　　压缩机参数:双缸单作用空气压缩机;最大工作压力: 0.8MPa; 最大排气量: 1.5m3/min;转速:500r/min。

　　试验工况为进气阀泄漏故障(阀内加高垫片间隙1、2、3mm)及正常4种工作条件下,对应的排气压力(表压)为0.2、0.3、0.35、0.4、0.45和0.5MPa6个工况。

图1　试验装置流程

　　将应变式压力传感器采集的气缸内压力信号和磁电传感器采集的气缸内活塞止点信号通过数据采集卡PCI9112 数模转换后进入基于LAB2V IEW的示功图绘制计算软件,绘制不同状态下的示功图。试验装置流程如图1所示。

　　振动测试点选择: (1)被测进气阀,用以直接评价其振动情况; (2)远离飞轮用于固定压缩机的地脚螺栓,用以评价机组的整体振动情况。首先确定压缩机振动测试范围,通过试测发现振动位移信号的频率主要集中在在0～50Hz频段。所以选择50Hz为振动测试范围并使用压电式加速度传感器,窗函数均选择矩形窗。

3、往复压缩机气阀性能试验结果分析

3. 1、往复压缩机气阀常规热力参数

　　压缩机运行一段时间后,在出口温度稳定后,记录此时排气温度的数值,如图2所示。

图2　排气温度随漏气量的变化

　　当泄漏发生时排气温度会升高,温度升幅与气阀泄漏的严重程度有着直接的关系。当排气温度升高时,通过喷嘴的气体质量流量下降,同时进气阀漏气会导致压缩机机械效率下降,因而排出单位质量气体能耗增加。