离心压缩机是化工、石油等工业领域中用来压缩气体的核心设备,随着现代化技术的进步以及生产多样化需求的不断提高,对离心压缩机的健康、稳定、高效运行及可预知性维修的要求越来越高,大型离心压缩机的健康、高效运行对于工业生产有至关重要的作用。离心压缩机非计划停机会造成大量经济损失,大力发展及应用状态监测技术,可以提前预防故障的发生;离心压缩机的故障维检修大多仍采用计划维修或事后维修,存在弊端,计划维修周期过长,无法保证离心压缩机组的健康程度;周期过短,又会造成大量经济浪费;据统计,目前在我国主要的石油化工企业(中国石化、中国石油、中国海油)拥有在役大型压缩机组(200kW以上)约4000台,设计功率约900万kW。如果通过实施在役改造工程,使压缩机组的运行效率提高10%,每年将节电76亿度,节约成本达46亿元。本文主要对离心压缩机实时健康评估及维修决策制定进行研究,基于离心压缩机故障案例和知识经验学习、数据统计分析方法,构建了离心压缩机健康评估模型;基于离心压缩机故障模式与后果分析及健康状态等级,构建了离心压缩机运行可靠性动态风险评价模型,并制定相应的维修决策;基于数学分析、建模耦合,识别了离心压缩机能耗重大影响因素,并对能耗影响因素进行评价与验证,构建了以电机为动力的离心压缩机效率计算模型。论文主要研究内容如下:(1)离心压缩机健康评估模型构建研究,基于离心压缩机喘振、不对中、碰摩等典型故障案例及正常状态下的运行数据,利用案例训练、数据统计分析等方法,利用互相关函数、凝聚函数、谱距离指标函数制定了离心压缩机健康状态评估模型,将离心压缩机健康状态分为优秀、良好、不满意、不允许四种评级准则,利用NSFI/UCR滚动轴承No.1和No.2全生命周期实验验证了健康评估模型的准确性,利用某公司转子不平衡故障案例验证了该健康评估准则。(2)离心压缩机动态风险评估模型构建及维修决策制定研究,基于GB/T20172-2006将离心压缩机系统划分为七个部分;通过离心压缩机故障模式与后果分析,确定了离心压缩机高风险部件,确定离心压缩机系统高、中、低风险设备,制定了不同风险设备的维修决策模型;基于离心压缩机实时健康状态,构建了离心压缩机运行可靠性动态风险评估模型。(3)离心压缩机能耗重大影响因素识别及效率计算模型构建研究,基于粗糙集理论对能耗影响因素进行属性约减,利用网络层次分析法对能耗影响因素进行评价,利用Aspen plus软件对两级离心压缩机进行建模,得到不同因素对能耗的影响规律;构建了以电机为驱动的离心压缩机效率计算模型,基于实际测量数据,计算了某工厂一级离心式空压机实时运行效率。