摘要：在石油、化工、冶金、机械等工业生产领域中，往复式压缩机是非常重要的关键设备，在工业生产领域有着广泛的应用，它的使用寿命对企业的生产效益具有直接的影响，一旦发生安全事故将对企业甚至社会都造成负面的影响。本文通过学习相关的国内外文献，介绍了往复式压缩机动态监测的三种常见方式，并研究了活塞杆沉降监测、示功图监测、振动冲击监测等关键技术在动态监测系统中的应用。
关键词：往复式压缩机；动态监测系统；应用
前言
随着工业生产现代化和机器设备的大型化、连续化、高速化和自动化，一方面在提高生产率、降低成本、废品率方面带来很大好处，但另一方面，由于设备故障停工而造成的损失成反比增加，进而维修费用大幅度增加。现代化设备大都技术先进、结构复杂、点检工作量大、检查质量要求高，故障因素很难靠人的感官和经验检查出来。复杂先进的设备不便轻易解体检查，因此必须采用先进的仪器和科学的方法来诊断。对往复式压缩机运行状态的监测和故障排查是势在必行的，做到对压缩机实时的监测和维护，减少故障的产生，对企业生产效率和经济效益都大有裨益。
一、往复压缩机故障监测诊断方法
往复压缩机采用的主要监测方法如下：
1、工况热力参数法。热力参数是根据往复压缩机的热力参数来判断设备及其零部件运转状况的一种方法。热力参数包括往复压缩机的进、排气温度、压力，冷却水、润滑油的温度、压力和流量。
2、振动检测分析法。振动声学法监测是指通过对机械设备的振动、噪声信号的检测、分析、处理寻找机器故障的方法。理论上讲，振动信号含有的信息最丰富，以此来寻找故障源最简便，该方法在旋转机械诊断技术中的应用最普遍。目前气阀振动信号的分析处理方法主要有：频谱分析法、时域分析和包络分析法。
3、气体泄漏监测法。主要是对气阀和填料函磨损故障进行诊断，填料函磨损故障是采用泄漏监测来实现的。
4、油液分析法。油液分析是根据润滑油中的金属含量来评定往复压缩机不同摩擦副的摩擦程度。油液分析法在往复压缩机中的应用并不十分普遍，因为双作用往复压缩机、无油润滑往复压缩机的气缸部分得不到反映，在发动机中应用较多。将其应用于监测曲柄连杆机构的磨损状况应是一种比较理想的辅助手段。
二、往复式压缩机动态监测系统概述
往复式压缩机的状态监控，在经过长足的发展之后已经有了突破性的进展。往复式压缩机的动态监测系统是利用了现代电子技术、计算机技术、传感器技术等先进手段对往复式压缩机的运行参数进行实时监测，全面分析往复式压缩机的运行状态和故障排查。
当前典型的动态监测方式主要有三种方式：
1、离线定期监测方式。离线定期监测方式即测试人员定期到现场用专用传感器依次对各个监测点状态进行测试并记录，监测数据处理在专用的计算机上完成。该监测方式比较简单，但是测试工作比较繁琐，由于是离线定期监测，不能及时发现突发性的压缩机故障。
2、在线检测离线分析检测方式。在往复式压缩机的各个监测点安装传感器，由现场的微处理器从机进行数据的采集和处理，采集的数据在主机系统上由专业的工作人员进行分析和判断，该监测方式免去了更换监测点的麻烦，并能在线进行监测和报警，但是该方式需要进行离线数据分析和判断，而且分析和判断需要专业技术人员的参与。
3、自动在线监测方式。该监测方式不仅能实现在线自动监测压缩机的运行状态，及时进行故障预报，而且还能实现在线数据的处理和分析，是技术最先进的监测方式。
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三、往复式压缩机动态监测系统的应用
压缩机采用离线定期监测方式进行监控和分析，监测的主要参数有如下几点：
1、振动信号。震动监测是往复式压缩机最常用、最直接的分析监测方式。压缩机连接杆件的松动、各个运动副的配合精度等变化，都能在振动信号和相关的参数中得到充分的应证，通过不同部位振幅及频率的分析，能对压缩机潜在的故障进行预测。
2、电机电流。电机电流主要是与电机的工作状态直接相关，对电机电流的监控能有效的实现对压缩机飞车等故障问题的及时发现，及时处理。
3、进、出气口的压力。通过对压缩机进出气口的压力和润滑油的压力，能有效的反映系统内的元件工作情况，实现对系统失压，压力不稳等相关故障进行检测。
4、温度。对压缩机润滑油和进排气阀阀盖温度的监测，能够实时了解压缩机内的温度变化，分析出压缩机可能存在的故障和隐患，实现对压缩机温度方面的故障排查和监控。通过对以上参数的动态监测以及对比上次监测历史数据分析，能对气阀、填料、活塞及传动等部件的运行状态做出准确的判断，进而及时发现故障隐患，通过及时的排除相应的隐患，避免出现重大经济损失。
四、以某石化分公司往复压缩机在监测系统为例，在安装动态监测系统后，压缩机的运行状态得到了一个很好的监控检测，压缩机的故障排查起到了巨大的帮助。
往复式压缩机动态监测系统通过对曲轴箱振动，气缸壳体的振动，气缸活塞的沉降量和出进气口的压力和温度等参数进行监控，得出了以下诊断。气缸活塞杆沉降量在慢慢的增大，缸体的振动出现了比较大的变化。在对往复式压缩机的检查过程中，工作人员发现气缸中有轻微的杂音，用切割机打开气缸后里面活塞顶部的间隙已经很大，下部没有间隙，且气缸的支撑环破损严重。在更换了活塞和支撑环以后，往复式压缩机正常工作。
从压缩机工作状态监测数据可以得出，能够分析出支撑环的磨损，导致活塞和气缸底部的间隙逐渐变窄，活塞已经到了接触气缸的边缘，如果活塞与气缸直接摩擦，就可能产生拉缸的现象，严重的话会导致活塞杆断裂，甚至爆炸等事故发生。因此，往复式压缩机的动态监测对压缩机的故障预防和排查具有很重要的现实意义。
当往复式压缩机活塞杆沉降量降低至超过250um 时，应该停机检查；当往复式压缩机缸体振动出现突变时或者报警响应时应该立即停车检查。通过压缩机气缸壳体的振动图和活塞杆沉降量的对比分析，我们可以优先考虑活塞环、支撑环发生磨损，并进行适当的停车检修。
保证设备正常稳定的运转的同时避免过度的维修是往复式压缩机动态监测系统的主要目的，在日常的机器使用过程中有着预知故障的作用。但是我们不能完全依靠监测系统的监测结果来评判，还应该按照改型往复式压缩机维护保养的相关要求，定期对压缩机组进行检修。对不同运行工况的压缩机检修周期也不同，运行工况稳定、机组负荷较低、压缩机性能质量较高的机组可以结合实时监测系统和压缩机运行状态确定检修周期，压缩机动态监测系统没有反应出机器故障，也要按照规程所设定的检修周期进行维护保养。
结语
往复式压缩机动态监测系统，是保障往复式压缩机正常工作，提高系统运行可靠性、安全性的有效途径。本文针对以某石化单位压缩机为例进行研究，详细阐述了往复式压缩机动态检测系统的工作原理和实际应用，强调了压缩机动态监测系统的现实意义。随着我国工业的快速发展，对压缩机的故障监测和排查的要求越来越高，完善压缩机动态监测系统，是亟需探讨的课题。
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论文作者:郭宗轲,常有青,杨成章,程鹏,羊林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/25
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