空压机状态在线监测

空压机状态在线监测

空压机是工业生产中常见的设备，其状态监测对于保障生产安全和提高效率至关重要。本文将介绍空压机的主要结构、常见故障以及在线监测方法。

空压机结构

压缩机通常以螺杆式为主，特点是安全可靠性较高，且产生噪声较小，设备不易损坏。其工作原理是通过转子转动带动空气进入空压机，并对空气进行密封加压处理，最终将压力达到预定值的气体排出，完成空气压缩效果。空压机的机械部分主要包括一对转子、机体以及其他配件。转子转动压缩气体，提供动力。

主要故障类型

空压机常见的故障主要包括以下几类：

转子故障

转子系统的常见故障包括转子不平衡、转子不对中、轴承松动、油膜涡动与油膜振荡、转静件碰摩等。其中，由于转子不平衡与不对中引起的故障约占80％，其他故障占20％。

排气温度异常

排气温度异常通常由环境温度过高、冷却器异常、油过滤器故障、温控阀故障、润滑油量不足或变质等原因引起。

排气压力异常

排气压力异常可能由进气阀故障、进气阀开度过大或破损漏气、过滤器堵塞、油气分离器堵塞、泄放阀破损泄露等问题导致。

电机异常

电机可能出现转子、定子、轴承等故障。

监测方法

针对上述故障类型，可以采用以下监测方法：

振动监测

通过三轴加速度传感器监测转子故障。转子不平衡和不对中时的时域图和频谱图如下所示：

转子不平衡时域图
转子不平衡频谱图
转子不对中时域图
转子不对中频谱图

压力、温度监测

在空压机出口处设计温度传感器，对排出气体的温度数据进行实时收集传输，保证在超出预警值温度时及时做到报警停机处理。在空压机腔体设计压力传感器，对排出气体的压力数据进行收集监测，超出预警值压力时及时进行报警停机处理。

电机振动以及电气特性监测

采用电机运维模组监测电机健康状态，可以及时发现电机故障。

小结

空压机对于安全生产非常重要，本监测方案可以对空压机各个重要部件健康做出诊断，转子、进气阀门、油液分离等部件、电机都通过传感器数据进行监控，及时发现存在问题进行预警。

参考产品：

• 三轴 MEMS 加速度传感器（型号：SG-MEMS-XYZ-V1）
• 电机预测性维护模组（型号：SG-Motor-431）