往复式压缩机振动监测系统优化措施研究

往复式压缩机振动监测系统优化措施研究

黄海棉 李兴候 宋学民

中国石油工程建设有限公司北京设计分公司， 北京 100085

摘要：往复式压缩机在线监测系统的建设应遵循其故障特点。传感器的选择应以故障特性和信号特性为基础，选择最具代表性的参数进行测量。本文从传感器的选择和安装入手，构建监控系统网络，通过局域网充分发挥检测系统的作用。参考常规故障特征和案例，结合实际案例，利用在线状态监测系统实现故障诊断和预测，证明了建立在线状态监测系统的必要性和充分性。

关键词：往复式压缩机；振动监测系统；优化措施研究

引言

往复式压缩机故障诊断技术还存在一些不足。在实际应用中应不断总结经验和数据，将诊断经验转化为理论。还应与该领域的专家学者交流学习，交流故障诊断方面的研究成果，形成研究合力，促进故障诊断技术的进步。

1往复式压缩机故障诊断技术方法

1.1故障特征监测技术

对往复式压缩机的运行特性信号进行了监测。分析了压缩机的噪声、热力特性、润滑油、振动和位置。往复式压缩机的内部热力学信号主要包括气缸内压力、温度、排气压力和排气量。如果排气温度超标，可能是由于压缩系统、进气温度和压力过高，或者是排气门密封不当造成泄漏，活塞杆张紧造成损坏。振动信号主要指压缩机的异常振动、阀件的损坏、连杆机构的磨损、活塞杆的下沉等。位移信号通过对活塞杆沉降的监测来判断十字头和活塞环的使用和磨损情况。由于位移具有突发性，如活塞杆机构的断裂，一般只用于后分析。生产企业的维修人员可以用手摸来感受或观察，用经验来分析。对于往复式压缩机的声音信号，当机械设备发生故障时，维修人员根据敲击等声音情况进行判断和分析，主要是因为活塞与气缸之间的距离太小，导致零件碰撞或零件松动断裂。往复式压缩机的油液信号主要通过颗粒分析、铁谱分析和光谱分析来监测磨损状况。对各种故障特征信号进行积累和总结，有助于故障判断。面对复杂的故障情况，仅靠经验分析是远远不够的。将经验转化为理论，采用定理方法进行诊断，可以提高故障诊断的准确性和效率。

1.2故障监测智能化方法

将监测到的往复式压缩机的特征信号和故障类型转化为相应的数学函数，有助于故障的早期预警和诊断。故障诊断的准确性取决于所使用的功能。通常使用三种分析方法。（1）时频分析。采用时间分类法对压力故障信号进行数理统计，通过分析找出故障信号的特征。频谱法是将时间变换为频率的方法，主要用于相对稳定的信号和旋转机械设备中。（2）小波分析。该方法对时频分析方法进行了优化，对频带进行了一次又一次的细分。它主要用于对往复式压缩机的信号进行分析和处理。（3）也有一些故障信号分析方法。由于实际应用中的复杂性，使用它们的效果不是很理想，应该不断优化和改进。往复式压缩机的故障诊断模式应结合信息技术和数字技术，充分结合多领域先进技术，建立故障诊断数据库，准确采集压缩机运行信号。目前，故障诊断监测技术还不够完善，压缩机特性信号分析不够准确，内部程序算法还存在问题，诊断精度有待提高。目前，故障诊断的理论基础仍有待完善，科研人员需要不断探索和创新。

2往复式压缩机故障诊断实践分析

2.1排气不足故障

废气不足的诊断技术主要是热力信号。可能的原因：一是管道直径太小，长度太长，所以空气阻力大，或者由于油污堵塞，应该清理干净。其次，由于压缩机转速不够，与当地海拔和气候有关，相应的排气量随着气压的降低而减小。第三，气缸、活塞和活塞环的间隙因磨损或安装而增大，影响排气量。应进行修理、更换或重新安装和纠正。第四，填料箱可采用润滑剂进行修补，以满足生产或安装的要求，填料箱密封不严，漏气导致排气量降低。五是压缩机进排气阀密封不严、泄漏不严，或机内有杂质，可更换劣质或磨损的阀门，或去除杂质。六是有可能由于阀门弹簧设置不合理、弹性强或弱、压力阀调试不合理、压力阀压力不太大或太小而调整压力阀的压力。

2.2排气温度异常故障

排气温度异常主要采用温度信号诊断技术。可能原因：影响排气温度的指标通常有进气温度、压力比、空气压缩指数等，中冷器冷却功能不足，或中冷器内部污垢严重，影响设备换热效率。所以排气温度会升高。此外，如果气门和活塞环漏气，排气温度也会加快，两级之间的压力也不会改变。当压力升高时，排气温度也会升高。此外，气缸指示的刻度也会影响排气温度的传热效率，从而导致冷却效率的降低。一般来说，要严格监控温度变化，对影响温度变化的相关因素逐一进行检查，逐步优化处理，需要具体分析。

2.3声响异常故障

热声、振动声诊断技术主要用于诊断异常声音故障。可能原因：机器内部部件的缺陷可能会产生异常声音。根据音色、频率、响度的不同特点，对可能出现故障的部件进行初步识别，并采取有针对性的维修保养措施，有效解决故障问题。例如，机器的冲击声可能是由于活塞和气缸盖之间的间隙很小，冲击声可能是由于活塞杆和活塞之间的连接松动，或者是螺钉松动，这些都会影响活塞的运动，直接冲击气缸盖；汽缸内杂物的噪声可能是由于汽缸内的水分、金属颗粒等杂物引起的；箱体内冲击声可能是由于内部构件间隙较大、磨损严重而引起的异响。气门室中的爆震声可能是由于排气门破裂而引起的，这使得排气很难有效排出。只有将声音的特性与经验的积累相结合，才能有效地排除故障。

2.4压力异常故障

异常压力故障主要采用热、振动和温度诊断技术。如果压缩机主轴承和推力瓦损坏，可在压缩机轴头油泵进出口管路上安装旁路阀，通过旁路阀可调节机组润滑系统的油压。如果油压不正常，润滑油就不能正常流入机器零件，造成干摩擦后轴承损坏。往复压缩机在运行状态下，在给定的压力值下，其排气量达不到标准，这与排气量不足有关，是因果关系。要综合考虑，及时找出原因，采取有效的排除方法。

2.5过热故障

热诊断技术主要用于过热故障的诊断。往复式压缩机各部件摩擦部位经常发生过热故障。由于摩擦生热，当温度超过标准范围时，会发生过热，从而导致压缩机损坏，造成严重事故。可能原因：轴承歪斜曲轴不在正常位置，弯曲或歪斜；轴承与轴颈接触不合适，接触面积不均匀或小；机器润滑油粘度不强，造成堵塞现象，各部件干摩擦；安装不符合技术要求的标准平整度、空间，特别是在主轴、电机轴相。用于倾斜，而不是垂直安装等。

结束语

往复式压缩机是化工生产中的重要设备。其安全稳定运行是企业避免安全事故和经济损失的重要保证。但由于其故障原因多、结构复杂、零部件多、故障频率高，已成为各单位日常维护保养的重要设备。因此，对往复式压缩机故障技术的研究对企业和国家都具有重要意义，也是国内外学者和实践者关注的焦点。随着机械技术的全球化、标准化、数字化、智能化，相应的诊断技术也应与时俱进、不断深化。本文结合现有的诊断技术理论和企业实践经验，探讨往复式压缩机故障诊断技术的实用性和创新性。

参考文献

[1]高志杰,王永民,胡玉荣,任新广.往复压缩机振动异常分析与处理[J].设备管理与维修,2017(17):157-158.

[2]邱梓航.往复压缩机故障诊断技术[J].设备管理与维修,2017(10):184-185.

[3]李建明,李军.往复式压缩机常见故障及在线监测系统的应用[J].仪器仪表用户,2017,26(05):140-143.

[4]舒悦,张谦,王乐,谢传东,王瑶,孙旭.往复压缩机气阀泄漏故障试验模拟与诊断分析[J].流体机械,2017,46(11):106-107.

[5]辛斌.往复压缩机故障诊断技术研究[J].化学工程与装备,2017(08):215-216.