【壓縮機網(wǎng)】摘   要：在石油化工行業(yè)中，往復式壓縮機是其中的關(guān)鍵設備，如果發(fā)生了故障，就會(huì )給石化企業(yè)的生產(chǎn)造成較大的損失，甚至會(huì )威脅人們的生命安全。故此，就需要采取科學(xué)的檢測預防手段，以便能夠及時(shí)發(fā)現故障并且加以解決。本文主要圍繞往復壓縮機的故障診斷方法進(jìn)行研究。

 

　　關(guān)鍵詞：往復壓縮機；故障診斷；信號分析

 

　　在石油煉制、化肥工業(yè)等生產(chǎn)中，往復壓縮機是其中的重點(diǎn)裝備，該設備的運行穩定與否會(huì )直接影響到該行業(yè)的生產(chǎn)效率。往復壓縮機的運行是否安全穩定，與其故障診斷以及預測技術(shù)有著(zhù)密切的關(guān)系，由于該設備的結構比較復雜，易損零部件比較多，這使得該設備的故障發(fā)生概率也比較大，一旦發(fā)生故障，就會(huì )帶來(lái)較大的經(jīng)濟損失?；诖?，圍繞往復壓縮機故障診斷方法進(jìn)行研究具有重要。

 

　　1常見(jiàn)的故障識別方法

 

　　1.1典型故障試驗研究方法

 

　　往復壓縮機的故障類(lèi)型較為復雜，而且故障的發(fā)生不可預測，在任何一臺往復壓縮機的使用周期內，都有較大的可能會(huì )發(fā)生故障，所以，選擇一臺壓縮機來(lái)進(jìn)行故障模擬試驗，可以在一定程度上降低人力、物力以及財力。在對往復壓縮機進(jìn)行故障診斷時(shí)，所包含的試驗方法有許多種，但是總的來(lái)說(shuō)，可以將其分為以下幾個(gè)步驟。

 

　　(1)建立試驗臺，模擬往復壓縮機的事故發(fā)生。

 

　　(2)通過(guò)對以下幾種信號的處理：第一，振動(dòng)信號；第二，位移信號；第三，熱力信號等。特別是需要對振動(dòng)信號進(jìn)行處理，對其與故障本身有關(guān)的振動(dòng)特性進(jìn)行提取。

 

　　(3)編寫(xiě)相關(guān)算法，對自動(dòng)診斷以及預警技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

 

　　(4)對智能化故障診斷在線(xiàn)監測系統進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

 

　　1.2信號分析處理方法

 

　　在往復壓縮機運轉的過(guò)程中，其部件之間的相互耦合使得故障呈現以下幾種特性：一種是非線(xiàn)性特性，另一種則是調頻特性。這就導致對故障特征信號的分析以及處理變得異常困難。經(jīng)過(guò)不斷的研究，得出了以下幾種信號處理分析方法。

 

　　1.2.1時(shí)頻分析法

 

　　時(shí)頻分析法指的是通過(guò)在時(shí)間軸上來(lái)對信號進(jìn)行統計分析，它屬于一種傳統的故障信號分析法，能夠將信號的特征直觀(guān)的表現出來(lái)。頻譜分析指的是將時(shí)域信號轉變?yōu)轭l域信號，經(jīng)過(guò)傅里葉變換分解，分解為單一的諧波信號，這對穩態(tài)信號的處理有著(zhù)較好的效果。故此，在旋轉機械領(lǐng)域，這種信號處理分析的方法應用較為廣泛。

 

　　1.2.2小波以及小波包分析

 

　　所謂小波分析，實(shí)際上就是時(shí)頻分析的延伸以及發(fā)展，即便是在不同的頻帶，不同的時(shí)刻，都可以實(shí)現信號的分離，這種分析法能夠有效的克服傅里葉變換的局限性。小波包分析指的是將頻帶劃分多層，并對沒(méi)有細分的高頻部分進(jìn)行分解，這樣就能夠使故障特征的提取變得更加細化。在對非穩態(tài)信號的處理上，與傳統的時(shí)頻分析方法相比，小波包分析法更加的先進(jìn)，在往復壓縮機特征信號的處理上得到認可。

 

　　1.2.3PCA信號處理方法

 

　　所謂PCA分析法，指的是通過(guò)建立數理模型，對特征信號數據進(jìn)行分解，以便得到其特征向量，再將其進(jìn)行排列，以尋求主特征向量。在對往復壓縮機氣閥進(jìn)行故障診斷時(shí)，主特征向量就是一個(gè)較為重要的參數，可以將其作為氣閥故障溫度變化的特征參數，然后根據這個(gè)特征值的變化量來(lái)判斷故障。

 

　　1.3常見(jiàn)的監測診斷方法

 

　　往復壓縮機的特征參數信號主要包括振動(dòng)信號、熱力信號、噪聲信號等。在這之中熱力信號又包括排氣壓力、排氣量等等。對這些信號進(jìn)行監測分析，可以幫助判斷故障的主要類(lèi)型。當前，較為常見(jiàn)的故障診斷監測方法有以下幾種。

 

　　1.3.1熱力性能監測法

 

　　在往復壓縮機中，溫度是一個(gè)非常敏感的特征參數，對溫度的變化進(jìn)行監測，可以幫助維修人員了解壓縮機內部零件的工作狀態(tài)。例如如果排氣閥出現漏氣的現象，那么在吸氣的過(guò)程之中，就會(huì )出現倒吸的現象，這樣就會(huì )使氣閥的溫度不斷升高。在運用溫度監測這一方法之時(shí)，傳感器可以放在機體的外側，這樣就無(wú)需改變殼體結構，操作起來(lái)也非常的方便。

 

　　往復壓縮機在運轉過(guò)程中包括吸氣、壓縮、排氣、膨脹等。在這四個(gè)過(guò)程中，壓力呈周期性的變化，壓縮機是否處在一個(gè)正常的運行狀態(tài)之中，可以由缸內壓力變化曲線(xiàn)來(lái)反映。例如，如果吸氣閥出現泄漏的情況，那么其吸氣的過(guò)程壓力就會(huì )有所延長(cháng)，其排氣過(guò)程就會(huì )有所縮短，而且膨脹過(guò)程曲線(xiàn)也會(huì )發(fā)生變化。因為壓力測點(diǎn)在缸內，所以在缸蓋或者其他的位置處要預留安裝孔，在運用壓力監測之時(shí)，需要注意這一點(diǎn)。

 

　　1.3.2噪聲監測法

 

　　在噪聲信號中，有機械設備運行的信號，這些信號不僅有周?chē)h(huán)境的信號，還有其他噪聲源的信號。故此，在往復壓縮機的故障診斷中，噪聲監測也可作為一種輔助手段。通過(guò)對噪聲傳感器的運用，對往復壓縮機中的典型故障噪聲信號進(jìn)行分離提取是今后故障診斷的研究熱點(diǎn)。往復壓縮機的故障種類(lèi)比較多，一個(gè)故障就會(huì )導致多個(gè)特征參數發(fā)生變化。故此，在對往復壓縮機進(jìn)行故障診斷之時(shí)，需要對多參數之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行考慮，這樣就能夠對故障類(lèi)型進(jìn)行精確的識別。除此之外，在往復壓縮機故障診斷系統中，人工智能系統也被應用與其中，這樣就使得故障診斷技術(shù)取得了較大的發(fā)展，使其達到了智能化的高度。

 

　　1.3.3油液監測法

 

　　所謂油液監測，指的是將重點(diǎn)放到壓縮機潤滑油，對其進(jìn)行油液分析，對樣品內磨損顆粒進(jìn)行檢測，檢測其大小、形狀等，這種監測方法較為理想。例如，用鐵譜分析、光譜分析等方法來(lái)對壓縮機的磨損情況進(jìn)行監測。

 

　　1.3.4振動(dòng)測試

 

　　在往復式壓縮機的故障診斷中，振動(dòng)測試分析法是其中最為基本的一種手段，也是其中最有效的一種手段。壓縮機的連接件的是否松動(dòng)，其配合精度是否發(fā)生了變化，都可以通過(guò)振動(dòng)信號反映出來(lái)。通過(guò)對振動(dòng)信號的合理分析，可以幫助檢測人員獲得壓縮機狀態(tài)的豐富信息。

 

　　1.3.5鐵譜分析

 

　　在對壓縮機曲軸箱內運動(dòng)副的磨損情況進(jìn)行監測時(shí)，運用鐵譜分析是一個(gè)不錯的輔助方法。但是如果有許多個(gè)同種材質(zhì)的運動(dòng)副都存在著(zhù)磨損故障時(shí)，該方法就存在著(zhù)一定的局限性，會(huì )難以對故障的部位進(jìn)行區分。故此，在檢測過(guò)程中，只能夠將其與其他方法相配合運用。

 

　　1.3.6沖擊脈沖法

 

　　在往復式壓縮機內，通常具有多個(gè)沖擊振源，這些沖擊信號較為強烈，隨意會(huì )將一些相對弱小的脈沖信號進(jìn)行淹沒(méi)。故此，如果對壓縮機的滾動(dòng)軸承來(lái)進(jìn)行故障檢測，那么沖擊脈沖法則不能發(fā)揮功效，但是可以將其作為相對標準，來(lái)實(shí)現對本機的前后對比，一般可以將其用于同型號機組之間作類(lèi)比判別。

 

　　1.3.7檢測工況參數

 

　　通過(guò)對壓縮機的以下幾方面參數進(jìn)行監測，如排氣壓力、潤滑油量等，為查找壓縮機的有關(guān)部門(mén)的故障提供有用的信息。

 

　　2發(fā)展趨勢

　　現如今，以下幾種故障的診斷技術(shù)已經(jīng)取得了較大的發(fā)展，技術(shù)變得越來(lái)越成熟，如活塞環(huán)磨損、氣閥故障、活塞桿沉降等。但是，在往復壓縮機的內部，有一些零部件的故障診斷較為困難，例如曲軸連桿的斷裂故障就很難識別，另外活塞桿的斷裂故障也難以診斷。有相關(guān)文獻提出，可以用監測曲軸逆向荷載的這種方法，來(lái)實(shí)現對活塞桿運行狀態(tài)的判斷，但是這種方法的可靠性不足。故此，當前對往復壓縮機的故障診斷研究還不夠全面?，F如今，有的科研單位與石化企業(yè)的聯(lián)系還不是非常的密切，許多研究方法都處在實(shí)驗室的模擬階段，石化企業(yè)的故障案例數據沒(méi)有得到有效的利用，未能形成系統的知識數據庫。故此，需要加強科研單位與石化企業(yè)的交流合作，這樣就有助于故障案例知識庫的建立，也有助于典型故障診斷規范的形成。

 

　　3結語(yǔ)

　　綜上所述，往復壓縮機的結構較為復雜，零部件較多，所以發(fā)生故障的概率也較大，而一旦發(fā)生故障會(huì )對企業(yè)的生產(chǎn)造成較大的影響。因此，就需要采取相應的診斷方法。來(lái)對往復壓縮機的故障進(jìn)行診斷。但是對各種特征信號的分析處理的方法有著(zhù)一定的局限性，所以可以結合大量的故障案例數據庫，然后再將多種分析方法有機的結合起來(lái)，開(kāi)發(fā)智能診斷系統，這樣就可以提高故障診斷的準確率。