【壓縮機(jī)網(wǎng)】摘   在石化行業(yè)，往復(fù)式壓縮機(jī)是關(guān)鍵設(shè)備之一。如果發(fā)生故障，將給石化企業(yè)的生產(chǎn)造成巨大損失，甚至威脅人們的生命安全。因此，有必要采取科學(xué)的檢測和預(yù)防措施，以便及時發(fā)現(xiàn)和解決故障。本文主要研究往復(fù)式壓縮機(jī)的故障診斷方法。

 

　　關(guān)鍵詞：往復(fù)壓縮機(jī)；故障診斷；信號分析

 

　　往復(fù)式壓縮機(jī)是石油煉制、化肥等行業(yè)生產(chǎn)中的重點設(shè)備之一，其運行是否穩(wěn)定，將直接影響到該行業(yè)的生產(chǎn)效率。往復(fù)壓縮機(jī)的運行是否安全穩(wěn)定與故障診斷和預(yù)測技術(shù)密切相關(guān)。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損部件較多，設(shè)備故障概率較大。一旦發(fā)生故障，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在此基礎(chǔ)上，研究往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法具有重要意義。

 

　　11常用的故障識別方法

 

　　1.1典型故障試驗研究方法

 

　　往復(fù)壓縮機(jī)的故障類型比較復(fù)雜，故障的發(fā)生是不可預(yù)測的。在任何往復(fù)壓縮機(jī)的使用周期中，故障的可能性都很大。因此，選擇壓縮機(jī)進(jìn)行故障模擬試驗可以在一定程度上減少人力、物力和財力。在診斷往復(fù)壓縮機(jī)的故障時，有很多測試方法，但一般來說，可以分為以下步驟。

 

　　(1)建立試驗臺，模擬往復(fù)壓縮機(jī)的事故。

 

　?。?）通過處理以下信號：第一，振動信號；第二，位移信號；第三，熱信號等。特別是需要處理振動信號，并提取與故障本身相關(guān)的振動特性。

 

　　(3)編制相關(guān)算法，深入研究自動診斷和預(yù)警技術(shù)。

 

　　(4)開發(fā)智能故障診斷在線監(jiān)控系統(tǒng)。

 

　　1.2信號分析處理方法

 

　　在往復(fù)壓縮機(jī)運行過程中，部件之間的耦合使故障呈現(xiàn)出以下特征：一個是非線性特征，另一個是調(diào)頻特征。這使得分析和處理故障特征信號變得極其困難。經(jīng)過不斷的研究，得出了以下信號處理分析方法。

 

　　1.2.1時頻分析法

 

　　時頻分析法是指在時間軸上對信號進(jìn)行統(tǒng)計分析。它是一種傳統(tǒng)的故障信號分析方法，可以直觀地顯示信號的特征。頻譜分析是指將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，通過傅里葉轉(zhuǎn)換分解為單諧波信號，對穩(wěn)態(tài)信號的處理有較好的效果。因此，該信號處理分析方法廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域。

 

　　1.2.小波和小波包分析

 

　　所謂的小波分析實際上是時間頻率分析的延伸和發(fā)展。即使在不同的頻帶和時間，信號也可以分離。這種分析方法可以有效地克服傅里葉轉(zhuǎn)換的局限性。小波包分析是指將頻帶分為多層，分解無細(xì)分的高頻部分，使故障特征的提取更加細(xì)化。與傳統(tǒng)的時頻分析方法相比，小波包分析方法在處理非穩(wěn)態(tài)信號方面更為先進(jìn)，并得到了往復(fù)壓縮機(jī)特征信號的認(rèn)可。

 

　　1.2.3PCA信號處理方法

 

　　所謂的PCA分析方法是指通過建立數(shù)學(xué)模型來分解特征信號數(shù)據(jù)，以獲得其特征向量，然后排列以尋求主要特征向量。在診斷往復(fù)壓縮機(jī)氣閥故障時，主特征向量是一個更重要的參數(shù)，可作為氣閥故障溫度變化的特征參數(shù)，然后根據(jù)該特征值的變化來判斷故障。

 

　　1.3常用的監(jiān)測診斷方法

 

　　往復(fù)壓縮機(jī)的特征參數(shù)信號主要包括振動信號、熱信號、噪聲信號等。其中，熱信號還包括排氣壓力、排氣量等。監(jiān)測和分析這些信號有助于判斷故障的主要類型。目前，常用的故障診斷和監(jiān)測方法有以下幾種。

 

　　1.3.1.熱性能監(jiān)測法

 

　　在往復(fù)壓縮機(jī)中，溫度是一個非常敏感的特征參數(shù)，可以幫助維修人員了解壓縮機(jī)內(nèi)部部件的工作狀態(tài)。例如，如果排氣閥漏氣，則在吸氣過程中會出現(xiàn)反向吸氣現(xiàn)象，從而使氣閥溫度不斷升高。在使用溫度監(jiān)測方法時，傳感器可以放置在身體外側(cè)，因此無需改變殼體結(jié)構(gòu)，操作非常方便。

 

　　往復(fù)壓縮機(jī)包括吸氣、壓縮、排氣、膨脹等。在這四個過程中，壓力是周期性的，壓縮機(jī)是否處于正常運行狀態(tài)，可以通過缸內(nèi)的壓力變化曲線來反映。例如，如果吸氣閥泄漏，吸氣過程中的壓力會延長，排氣過程會縮短，膨脹過程的曲線也會發(fā)生變化。由于壓力測點在缸內(nèi)，因此應(yīng)在缸蓋或其他位置預(yù)留安裝孔。在使用壓力監(jiān)測時，應(yīng)注意這一點。

 

　　1.3.2噪聲監(jiān)測法

 

　　在噪聲信號中，有機(jī)械設(shè)備運行的信號，不僅有周圍環(huán)境的信號，還有其他噪聲源的信號。因此，噪聲監(jiān)測也可以作為往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷的輔助手段。未來故障診斷的研究熱點是利用噪聲傳感器分離提取往復(fù)壓縮機(jī)中的典型故障噪聲信號。往復(fù)壓縮機(jī)的故障種類很多，一個故障會導(dǎo)致多個特征參數(shù)的變化。因此，在診斷往復(fù)壓縮機(jī)的故障時，需要考慮多參數(shù)之間的相關(guān)性，以便準(zhǔn)確識別故障類型。此外，人工智能系統(tǒng)還應(yīng)用于往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)，大大發(fā)展了故障診斷技術(shù)，達(dá)到了智能化的高度。

 

　　1.3.3油液監(jiān)測法

 

　　所謂的油監(jiān)測是指關(guān)注壓縮機(jī)潤滑油、油分析、樣品中磨損顆粒、尺寸、形狀等的理想監(jiān)測方法。例如，采用鐵譜分析、光譜分析等方法來監(jiān)測壓縮機(jī)的磨損情況。

 

　　1.3.4振動測試

 

　　振動測試分析是往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷中最基本、最有效的手段之一。振動信號可以反映壓縮機(jī)連接器是否松動，配合精度是否發(fā)生變化。通過對振動信號的合理分析，可以幫助檢測人員獲得豐富的壓縮機(jī)狀態(tài)信息。

 

　　1.3.5鐵譜分析

 

　　在監(jiān)測壓縮機(jī)曲軸箱運動副的磨損時，使用鐵譜分析是一種很好的輔助方法。但是，如果同一材料的許多運動副都有磨損故障，則該方法有一定的局限性，難以區(qū)分故障部位。因此，在檢測過程中，只能與其他方法一起使用。

 

　　1.3.6沖擊脈沖法

 

　　在往復(fù)式壓縮機(jī)中，通常有多個沖擊振動源，這些沖擊信號相對較強(qiáng)，會隨意淹沒一些相對較弱的脈沖信號。因此，如果壓縮機(jī)的滾動軸承進(jìn)行故障檢測，則沖擊脈沖規(guī)則不能發(fā)揮作用，但可以作為實現(xiàn)機(jī)器前后比較的相對標(biāo)準(zhǔn)，一般可用于同一型號機(jī)組之間的類比。

 

　　1.3.7檢測工況參數(shù)

 

　　監(jiān)測壓縮機(jī)以下參數(shù)，如排氣壓力、潤滑油量等，為發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)相關(guān)部門的故障提供有用的信息。

 

　　2發(fā)展趨勢

　　如今，以下故障診斷技術(shù)發(fā)展較大，如活塞環(huán)磨損、氣閥故障、活塞桿沉降等。但在往復(fù)壓縮機(jī)內(nèi)部，部分部件難以診斷，如曲軸連桿斷裂故障難以識別，活塞桿斷裂故障難以診斷。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，可以通過監(jiān)測曲軸逆載來判斷活塞桿的運行狀態(tài)，但這種方法的可靠性不夠。因此，目前對往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷的研究還不夠全面。如今，一些科研機(jī)構(gòu)與石化企業(yè)的關(guān)系不是很密切。許多研究方法處于實驗室模擬階段。石化企業(yè)故障案例數(shù)據(jù)未得到有效利用，無法形成系統(tǒng)的知識數(shù)據(jù)庫。因此，有必要加強(qiáng)科研單位與石化企業(yè)的溝通與合作，這有助于建立故障案例知識庫，形成典型的故障診斷規(guī)范。

 

　　3結(jié)語

　　綜上所述，往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件多，故障概率高，一旦發(fā)生故障，將對企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生很大影響。因此，有必要采取相應(yīng)的診斷方法。診斷往復(fù)壓縮機(jī)的故障。然而，對各種特征信號的分析和處理方法有一定的局限性，可以結(jié)合大量的故障案例數(shù)據(jù)庫，然后有機(jī)地結(jié)合各種分析方法，開發(fā)智能診斷系統(tǒng)，提高故障診斷的準(zhǔn)確性。