大型空分压缩机属于高科技产品,是衡量一个国家科技发展程度的重要标准。特别是近年来,大型化成为了空分压缩机的发展趋势,大型化带来机组设计、制造、运行寿命和可靠性等一系列技术难题。国产大型机组的运行可靠性差,故障频发,事故的发生不但带来了严重的经济损失而且还造成了人员的伤亡。同时,由于某一部件的损坏而带来整个压缩机的破坏,导致严重的经济浪费。因此,对于压缩机组的寿命均衡设计十分必要,要想实现空分压缩机寿命均衡设计的目标,其关键零部件寿命预测的准确性是关键问题,对于压缩机的不同零部件,根据结构和工况的不同选择不同的寿命预测方法同样十分重要。本文以统计学基本理论为出发点,提出了寿命均衡理论。以Matlab软件为系统开发工具,以疲劳寿命预测理论为基础,进行了压缩机组寿命均衡评估系统的开发。本文的主要工作内容如下。首先,对大型空分压缩机组的构成进行了分析,对关键设备和关键零部件进行了分类与命名。然后针对不同关键零部件分别采用名义应力法、局部应力应变法、断裂力学方法等进行疲劳寿命预测。提出了基于数值解的断裂力学方法用于压缩机三维焊接叶轮的寿命预测,运用有限元计算出的结果拟合应力强度因子,反求应力强度因子形状系数Y值,方便了其他叶轮疲劳扩展寿命的计算,提高了计算效率。最后,构建了寿命均衡度的概念来评估多机组的寿命均衡问题,该评估参量同时考虑了寿命倍频度、离散度和重要度等因素,并可以得到寿命均衡度与维修周期的关系,为用户制定维修计划提供参考。本文提出寿命均衡理论具有普遍性,同样可以运用于其他的系统。