压缩机故障诊断技术分析

压缩机故障诊断技术分析

王海鹏

中国石油哈尔滨石化分公司维修车间

摘要：在化工生产中，要确保整个化工生产的正常进行。在生产过程中，如果压缩机发生故障，不仅会对整个压缩机的运行产生严重的影响，而且还会导致安全事故，对化工企业造成巨大的经济损失。文章着重介绍了几种常用的压缩机故障处理方法，并给出了相应的解决办法，以保证压缩机的正常工作。

关键词：压缩机；故障诊断技术分析

引言：随着我国经济、社会、科学技术的进步，工业化进程的加快，化工行业的生产方式逐步转变为机械化。其中最典型的是往复式压缩机，它具有较高的高压比，较宽的压力范围，高热效率和高可靠性，适合于低压力、低流量的实际生产场合，目前已被广泛用于石油化工、炼油、天然气等行业。往复式压气机是一种体积型的压气机，它由气缸、曲柄滑块机构、气阀、活塞等部件组成。

1.故障诊断技术方法

1.1故障特征监测技术

压气机的特性监控，主要是对压缩机的热力、振动、位移、油液、噪声等特性进行检测，通过对其进行信号的分析，从而对压缩机的故障进行诊断和维修。首先是温度、排气量、排气压力、气缸内压力等，如果排气温度过高，主要是由于进气温度、压力比、压力指数、排气阀门的泄漏、活塞杆的拉伤等。其次是振动信号，例如气阀损坏，活塞杆下沉，十字头螺栓松动，连杆磨损等。

通过对不同类型的压缩机信号特性的监控，总结、分析和经验积累，可以对设备的故障进行早期诊断和早期处理。但对复杂的原因，单靠经验分析是很困难的，而且经验的判断需要个人的观察、思考和长期积累，不容易共享、学习和传播。因此，必须用科学的方式把经验提升到理论层面，或者把经验智慧化，以使其更好地适应时代的发展。

1.2故障监测智能化方法

智能故障监控技术是利用压缩机特性监测信号与故障之间的对应关系，从而达到故障的早期预警和诊断。其方法的优劣可以通过功能的关系来判定，即是一个信号对应一个故障，还是多个故障，以及信号的检测难度、对应的准确度。一般采用下列方法进行相应的分析。

首先是传统的时频方法，它主要对故障信号进行时间分类，并对其进行统计分析，以发现其特性；其次是小波分析，它是时频分析的一种改进版本，它能将故障信号的频带、时刻进行细分，使分析更精细，尤其适用于压缩机的信号处理。还有就是 PCA信号、 HHT信号、非平稳信号等更加复杂的检测手段，由于实际操作比较繁琐，导致其结果不够理想，有待于进一步的研究与优化。压缩机故障诊断技术的研究和应用日益成熟，但是在网络高速发展的今天，必须充分利用大数据、云计算等现代化的技术，将各种技术充分运用于压缩机故障检测与诊断中，集合专家、学者、行业、厂商、设计师的数据，建立一套高效、准确、可行、经济的智能化系统以供各利益相关者共享。

现有的各种故障监测诊断系统，由于缺乏特征参数的收集、算法的不完善、系统的设置不规范等因素，导致了故障诊断的准确性。压缩机的故障诊断理论与方法虽然有了长足的发展，但是仍有一些不足之处，这就要求压缩机的有关工作人员不断地摸索和创新。

1.3根据部件检查和润滑检查判断故障

从以往的往复式压缩机故障资料中可以看出，尽管冷却水失效的几率很小，但一旦发生，将会导致难以估计的后续问题，所以要及时发现和判断，并采取相应的预防措施，将故障的后果降到最低。在实践中，汽缸温度过高是造成冷却水失效的最直接反映，通过振动信号和参数值可以得出。另外，定期对往复式压缩机进行零件和润滑检查，还能及时发现问题，从而判定往复式压缩机有没有出现冷却水故障。

比如，定期进行冷却水系统的检查，重点是十字头滑块和圆筒，然后将数据上传给相关的信息，通过大数据分析，判断出问题所在，然后进行维修，以减少故障的影响，防止冷却水供应不足。要定期检查润滑油的状况，并要求员工随时记录每次的供油数量，以保证润滑系统的正常运转，监测润滑系统，防止故障，消除系统故障，保证往复式压缩机的工作。

2.压缩机日常维护处理方法

2.1温度异常故障维修技术

对因温度而产生的故障，可以采用温度调节装置来解决，在介质入口设置温度控制装置，实现了对温度的实时监测，从而达到了一个较好的效果。在检查时，若发现机器的温度失效是由机器的老化引起的，则可以对其进行检查，并对其进行修复，若无法修复，则可以进行更换。另外，在更换的时候，一定要挑选和以前的机械部件一样的部件，然后再进行检查，如果发现有问题，就必须重新更换。

2.2噪音故障维修技术

在修理压缩机噪声故障时，可以先通过经验法来检验，确认发动机是否有问题，在经过检查之后，确定是由于松动引起的，再进行强化。如果测试结果不是这样的话，那就需要通过电脑来进行测试，来判断引擎的振动频率，然后将数据输入到电脑上，和正常的数据进行比较，如果数据相差太大，那就是发动机的内部出了问题，需要进行维修。在拆装检查中，引起压气机噪声故障的原因通常是由着火系统或风机系统引起的，针对这两种情况应使用短接式火花塞进行检修。

2.3操作人员维修技术

该方法主要由操作者负责，一旦出现故障，立即进行检查和修理。首先，要用肉眼检查压气机的总成和螺丝是否松动，检查仪表盘的状况，检查各个系统的工作情况，检查底部有没有漏油；其次，要对设备的零件进行检查，看看有没有什么问题，如果有问题，就进行一些处理；最后，操作人员可以用手触摸来检测压气机的水箱和储罐，然后根据仪表显示的数据和数据来判断其工作状况。

2.4做好质量把控

首先在检修之前，要做好技术知识的交流，要清楚地了解维护的内容和方法，并把维护工作中的一些问题说清楚，以便使维护工作能够顺利进行。其次，要做好保养过程，保养过程是很关键的一环，只要掌握正确的维护技术，就可以更好的进行维护。最后，对设备的维护进行了质量控制，对其进行全面的检查，并对其进行全面的控制。因为检修工作是一件非常复杂的工作，并且在整个检修期间，维修人员的工作量很大，无法集中精力在一件事情上，所以，在检修的时候，可以通过对某个重要的部位进行检查和保养，从而提升设备的质量。

3.发展趋势

目前，故障诊断技术有了长足的发展，包括活塞环磨损、气阀故障、活塞杆沉降等。然而，往复式压缩机的某些零件存在着很难诊断的问题，如：曲轴连杆的断裂故障，以及活塞杆断裂故障的诊断。通过检测曲轴反向载荷，可以达到判断活塞杆工作状况的目的，但该方法不够可靠。因此，目前对往复式压气机故障诊断的研究并不多见。目前，一些科研机构与石油化工企业之间的关系并不紧密，很多研究手段还停留在实验室中，无法充分利用石油化工企业的故障案例数据，无法建立起一个完整的数据库。因此，必须加强与石油化工企业的交流与合作，以帮助建立故障案例知识库，并制定出典型的故障诊断标准。

结束语

总之，在实际生产中，无论采用什么型号的压缩机，只要在运转中出现问题，就会对生产造成严重的影响，减少对环境的污染，最好的办法就是防止压缩机的故障，在最短的时间内进行维修，从而延长设备的工作周期，提高设备的利用率。

参考文献：
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