往復式壓縮機故障診斷技術探討

竇宗香（中石油青海油田分公司格爾木煉油廠，青海 格爾木 816000）

故障診斷技術能夠提高往復式壓縮機的工作效率，拓寬壓縮機的使用范圍，完善壓縮機的運行環境。往復式壓縮機的運行環境比較復雜，采用故障診斷技術，能夠準確的分析出壓縮機內潛在的隱患，掌握壓縮機的運行狀態，維護往復式壓縮機的性能。

1 往復式壓縮機故障診斷技術分析

根據往復式壓縮機的運行，分析故障診斷中的技術方法，預防壓縮機故障。具體的故障診斷方法如下：

1.1 專家系統

專家系統在故障診斷中較為常用，將其應用到往復式壓縮機故障診斷中，提升診斷結果的準確性。往復式壓縮機的應用范圍廣，采用專家系統完成故障診斷，具有實踐的優勢。

分析專家系統在往復式壓縮機故障診斷技術中的應用過程，如：(1)獲取與壓縮機相關的專家知識，通過專家交談、查閱書籍的方法，完善專家系統內的相關知識，例如排氣量異常檢測，觀察Q=V·n·λV·λP·λT·λL公式中的參數變化，判斷往復式壓縮機的狀態，常見的公式還有：溶劑系數λV=1-α(ε1/m-1)、排氣溫度Td=T·εk；(2)往復式壓縮機專家系統內，專家知識形成數據庫，其可根據壓縮機的狀態表現，迅速檢索數據庫內的專家信息，借助故障樹的方式分析壓縮機故障，故障樹中的內容有：閥座損壞、聯接松動、儀表失準等，為故障診斷提供依據；(3)專家系統知識庫在運行一段時間后，要根據往復式壓縮機的狀態，實行維護，將新故障中專家分析的結果，寫入知識庫內，以便下次診斷壓縮機中同樣的故障。

1.2 小波分析

往復式壓縮機發生故障時，會產生大量異常的振動信號，不同頻段的振動信號，代表了壓縮機的故障特征[1]。小波分析既可以診斷往復式壓縮機的在線故障，也能分析出故障預兆的相關信息。目前，往復式壓縮機的故障診斷技術中，在小波分析中引入神經網絡，神經網絡補充小波分析中的不足，完善了壓縮機的在線診斷系統。例如：往復式壓縮機中的故障訓練樣本，完成在線信號采集后傳輸到信號消噪階段，故障樣本進入到小波包分解與單支重構階段，經小波分析后提取故障特征，將多信息向量的融合傳入到神經網絡訓練與診斷內，細化診斷小波分析后的故障信息，最終輸出診斷的結果。小波分析與神經網絡的融合，彌補了兩者的缺陷，在氣閥泄漏、活塞組件泄露、氣缸組件泄露、基礎聯動松動等故障中有實踐性的應用。

1.3 線性回歸分析

往復式壓縮機故障診斷，線性回歸分析分為一元和多元兩種。以一元線性回歸分析方法為例，分析其在故障診斷技術中的應用。一元線性回歸分析中，包含自變量、因變量兩種因素，形成一元線性關系，實測往復式壓縮機的信息，構建回歸模型，研究往復式壓縮機故障信息的相關性問題，在一元線性回歸關系中，設計故障自變量信息x和因變量y，x=x1、x2，…，xn，對應的y=y1、y2，…，yn，其中，(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)符合一元線性回歸關系，由此構建一元線性回歸分析的模型，可用于檢測往復式壓縮機中壓力不均勻度、振動烈度的現行關系，得出故障診斷的結果。

1.4 聲發射技術

聲發射技術，是往復式壓縮機故障在線診斷中的典型。聲發射源在壓縮機中傳輸，進入傳感器的耦合界面并通過傳感器，此時由聲發射儀接收信號，處理后顯示故障診斷的數據[2]。往復式壓縮機的狀態，能夠通過聲發射技術顯示出來，快速提取故障信號。例如：往復式壓縮機樣品檢測中，聲發射技術采集了壓縮機的信號，信號分為有故障壓縮機AE信號檢測和正常壓縮機AE信號檢測，經聲發射技術分析后，得出信號的特征，比對差別故障的基準，明確故障診斷的信息。

2 往復式壓縮機故障診斷中的注意事項

往復式壓縮機的應用越來越廣泛，推進了故障診斷技術的發展，故障診斷始終是一項難點內容，結合故障診斷技術在往復式壓縮機中的應用，例舉故障診斷中的幾點注意事項。

第一，往復式壓縮機故障診斷技術中，以小波分析為基礎的，以神經網絡或專家系統相結合的技術，需考慮非定常信號的影響，規范處理此類信號，避免影響故障診斷的結果。

第二，深入研究故障診斷中的定量關系，預測引起故障的相關原因，降低故障診斷及故障處理的難度，利用定向關系中的故障原因，提高解決故障的效率。

第三，按照往復式壓縮機故障診斷技術的運行狀態，規劃完善專家系統的周期，及時補充專家系統知識庫中的內容，同時推進信息化工作的開發，實現專家系統的全方位診斷。

第四，往復式壓縮機故障診斷系統中，注重數學模型的構建與應用，因為數學模型是故障診斷技術中的難點，壓縮機故障診斷中一旦涉及數學模型的知識，就會潛在發生數據缺陷的可能性，所以結合往復式壓縮機故障診斷，理清數學模型中的關系，特別是特征參數的控制，完善數學模型的應用，支撐故障診斷技術在往復式壓縮機中的應用。

3 結語

結合往復式壓縮機中的故障研究，提出可用的故障診斷技術，解決壓縮機中的故障問題。往復式壓縮機故障診斷的過程中，注意相關事宜的控制，明確壓縮機的故障原因后再進行診斷，提高故障診斷技術的準確性，避免影響壓縮機的診斷結果。

[1]李芳.往復式壓縮機故障診斷技術研究[D].東北石油大學,2011.

[2]張威.基于分數階Fourier變換的往復式壓縮機故障診斷方法研究[D].東北石油大學,2014.