軸流式壓縮機監(jiān)測和保護
工業(yè)用軸流式壓縮機,除了很少會發(fā)生像高速英格索蘭壓縮機經(jīng)常發(fā)生的軸承穩(wěn)定性 問題以外,具有與英格索蘭壓縮機大多相同的低頻特征。
在高頻段,軸流式壓縮機通常在 其各個葉片通過頻率及它們的倍頻上產(chǎn)生強烈的譜分量。
這些頻率可能是由于跟在葉片后面的湍流尾流所產(chǎn)生的,其振幅決定于葉片的性能、 狀態(tài)、有效入射角和繞流線型等因素。
軸流式壓縮機的高頻特征重要性是任何監(jiān)測和保護系統(tǒng)中都應(yīng)予以充 分考慮的。
下一個問題是為了得到滿意的保護,為覆蓋整個頻率范圍,是否單用殼體傳感器 呢,還是應(yīng)將軸傳感器和殼體傳感器混合使用。
圖11-4 是一臺使用殼體傳感器的軸流式壓縮機監(jiān)測系統(tǒng)得到的頻譜,頻譜巳被分成可供滿意保護的數(shù)段,其中低頻段是與如 不平衡和不同軸等故障有關(guān)的,而高頻段則是與葉片故障有關(guān)的。
一種更保險的措施是 將對葉片通過頻率進行監(jiān)測的加速度系統(tǒng)和通常的軸位移系統(tǒng)結(jié)合起來使用。
如果單用一臺殼體系統(tǒng)來覆蓋低頻和高頻,則低頻段開始點應(yīng)限制在約為轉(zhuǎn)速的 30%,并用速度量表示,以增加低頻與高頻之間振幅比串。
每當(dāng)要預(yù)測葉片故障時,包含轉(zhuǎn)速分量的頻段的高頻限制應(yīng)降低,另加一個第二頻 段,正好將各葉片本身的基本共振頻率包含進去。
雖然在振動特征圖上很少出現(xiàn)由一個 葉片共振產(chǎn)生的基本頻率,但存在某些情況,在這些情況中,從殼體傳感器記錄到的頻 譜中,在葉片失效之前曾出現(xiàn)過后來被辨識為基本葉片共振的頻率。
不管是全部殼體監(jiān)測系統(tǒng)或是殼體和軸組合監(jiān)測系統(tǒng),高頻帶的起始點應(yīng)略低于最 低葉片通過頻率=葉片數(shù)x軸轉(zhuǎn)速(r/min),并擴展到最高葉片通過頻率的第三階 或第四階倍頻。
在這類系統(tǒng)中,低頻段的高振幅指示不平衡或不同鈾度,而高頻段的過 尕振動則指示下列葉片故障: 外來物損傷、結(jié)垢、臨近喘扳或可動定子葉片從其轉(zhuǎn)動機 構(gòu)上分離,并可設(shè)想在氣流中成一不正常的角度。
帶有單個位置傳感器的連續(xù)止推監(jiān)測系統(tǒng),通常可對軸流式壓縮機提供充分的保 護,然而,如用兩個冗氽傳感器會進一步改進保護而僅需增加很少費用。
對于根據(jù)軸向位置采用單警報還是警報加停車,通常要根據(jù)個別情況決定。如果選用警報加停車系 統(tǒng),建議采用兩個傳感器系統(tǒng),必須兩者都超過極限才命令停車。
這對大型、關(guān)鍵性機器特別重要,因為這種空壓機的意外停車會危害其它設(shè)備或甚至整個生產(chǎn)過程。