遠心式コンプレッサーは、遠心力を利用して圧力を発生させ、さまざまな用途で使用されています。このコンプレッサーは、インペラホイールの中心から空気を加速させ、その後ディフューザー内で減速させます。この空気の膨張過程において、運動エネルギーは空気圧という形の位置エネルギーに変換されます。
多段遠心圧縮機、特に3段式は、多くの工場に導入されており、不可欠な設備です。各段ごとに2:1から3:1の圧力上昇を生み出すことができ、続く第3段によってこれを8:1の圧力上昇まで高めることが可能です。3段式圧縮機のもう一つの大きな利点は、各圧縮段における温度と湿度の調整が容易であることです。
遠心圧縮機は複雑な機械であり、多くの構成要素から成っています：
- モーター
- 空気圧縮段階を駆動するメインギア。
- 吸気スロットルバルブまたは吸気ガイドベーン（IGV）
- 第1段階の空気圧縮
- インタークーラー 1
- 第2段階の空気圧縮
- インタークーラー 2
- 第3段階の空気圧縮
- アフタークーラー
- ブローオフバルブ
- チェックバルブ
- コントロールパネル
適用
現代の遠心式空気圧縮機は、高効率、高信頼性、コンパクトであり、通常、駆動装置、ギアボックス、冷却装置、配管、制御盤を単一の基礎上に設置しています。現代の遠心式空気圧縮機には、エンドユーザーに多くのメリットをもたらす先進技術が搭載されています。これには、オイルフリーの空気供給、簡単な設置、低コストの運転、および容易なメンテナンスが含まれます。その結果、遠心式圧縮機は多くの産業で広く使用されています：
- 石油・ガス
- 化学
- 石油化学
- エネルギー
- パルプ・製紙業界
- 食品産業
- 繊維産業
不具合と原因
遠心圧縮機の誤動作や機械的故障は、工場の生産プロセスに深刻な影響を及ぼす可能性があります。他の機器の誤動作を引き起こすだけでなく、人や環境に対する安全リスクの増大、生産 downtime、生産収益の損失、そして高額な修理費用をもたらします。
故障の原因は多岐にわたりますが、最も一般的なのは、不均衡、位置ずれ、金属疲労、潤滑不足または不適切な潤滑、シール不良、および物質の堆積に起因する機械部品の故障です。
シャフトは、圧縮機構内で運動を伝達し、力を伝達するための重要な回転部品です。ベアリングはハウジングに取り付けられ、シャフトとベアリングハウジングの両方を支えています。したがって、シャフトの振動やベアリングハウジングの振動は、遠心式空気圧縮機システムにおける多くの問題の最初の兆候であり、信頼性の高い指標となります。
機械監視
多くの工場にとって、遠心圧縮機の信頼性の高い稼働は極めて重要です。したがって、故障を未然に防ぐためには、さまざまな指標に基づいてこれらの機械を監視し、機械の状態を把握することが重要です。 Vibration モニタリングは、深刻な結果を招く前に初期段階の故障を迅速に検出できる、最も一般的に使用されている手法の一つです。したがって、振動モニタリングを導入することで多くのメリットがもたらされ、それらが相まって、より良い財務成果を確保することにつながります：
- これにより、稼働時間と生産量が向上します
- これにより、予期せぬ downtime や修理作業を未然に防ぎます
- これにより、効率的な保守計画の策定に寄与します
米国石油協会（API）は、機械モニタリングの規格策定を主導する主要な団体であり、同協会が策定したAPI-670規格は、回転機械の多くのエンドユーザーによって採用されています。1970年以来、APIは、工場受入試験（FAT）において許容可能な軸振動を判定するための適切な測定機器として、 proximity センサーを承認してきました。その後、API 670には、ギアボックスの振動測定におけるハウジングの温度および材質に関する内容が追加されました。
2001年、API 670規格は再度改訂され、「機械保護規格（Machinery Protection Standard）」という名称が与えられました。それ以来、API 670は、振動監視システムに関する認められた「優れた技術的実践」を含んでいるため、世界で最も広く適用されている振動監視規格となっています。
図4はAPI規格に基づくもので、軸振動センサーを少なくとも2個、および半径方向振動センサー（X軸とY軸）を少なくとも2組、流体軸受を備えた遠心圧縮機に設置することで、シャフト振動を適切に監視できることを示しています。経験上、ハウジングの振動を監視するため、ベアリングハウジングに少なくとも1セットの地震振動センサーを取り付けることも推奨します。
センサー
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3段遠心圧縮機を監視するには、ラジアル振動を測定するためにインペラごとに少なくとも1つのセンサーを、ギアボックスの振動を測定するために少なくとも1つの地震用トランスデューサーを取り付けることが推奨されます。4～20mAの信号はPLC/DCSに送ることができ、バッファ処理された生信号は振動解析に使用できます。全体像を把握するためには、2つのセンサーを使用して、各ベアリングにXY測定装置も設置する必要があります。
