关键词：压缩机；故障诊断；发展趋势
往复压缩机广泛应用于炼油、化工等流程工业，是这些流程工业装置的核心设备。往复压缩机压缩介质大都为氢气、天然气、瓦斯气、乙烯等易燃易爆性气体，一旦发生严重故障，危险气体极易外泄，从而导致着火、爆炸等恶性事故发生，其运行状态直接影响装置的安全与高效生产。往复压缩机由于结构复杂、易损部件多，故障率一直居高不下。
1往复压缩机故障诊断技术
往复式压缩机的诊断过程也和其他设备的故障诊断过程是一样的，包括了三个步骤：首先是信号检测，信号检测作为往复式压缩机诊断的第一步，是整个过程的一个基础，也是一个极其重要的步骤，对于诊断的准确性起到了关键性的作用；其次第二个步骤是特征提取，最后一个步骤就是选择以及状态识别。目前往复式压缩机的监测方法有很多，但是使用频率最高的主要有工程热参数法。该方法的参数主要是包括压力值、温度值以及流量值等等参数。其次就是振动监测分析方法，冲击振动分析方法，噪声监测分析方法，气体泄漏监测方法，磨损位移监测方法，油液分析方法等。目前，由于相关技术发展的局限性，使得往复式压缩机的振动信号仍然处于一个非常复杂的状态，而复杂的振动信号就会给故障特征提取和选择带来非常大的困难。时域特征提取、频域特征提取以及时频域特征提取是往复式压缩机主要的提取方式，具有非常重要的使用价值，因为在设备运行的时候，检测的信号不是非常稳定，环境当中存在的噪音对检测的干扰非常大，降低了检测的质量和效率，不能提供故障诊断证明，降低了设备的使用价值。
2往复压缩机常见故障
现阶段，往复压缩机是一种容积式压缩机，其具有压力适用范围广、压缩效率高和工作压力稳定等优点，使得其在工业中具有较为广泛的应用，当往复压缩机工作时，零部件可能会受到惯性力、气体压力和相对运动表面产生的摩擦力，并且往复压缩机，内部结构较为复杂，由于多种力的作用，使得零部件的摩擦受损严重，当零部件受损严重时，就会出现各种故障问题，如果故障不能够得到及时消除，容易造成安全事故，在煤矿产业中如果压缩机出现故障，没有得到及时排除时，很可能会产生严重的人员伤亡问题和经济损失问题，对企业发展和工人的安全都是巨大的打击。
3往复压缩机故障监测诊断方法
往复压缩机可用于多种行业之中，尤其是在煤矿产业中因为涉及到较多的大型仪器，因此往复压缩机在煤矿产业发展中占据重要地位，现在为了加强对往复压缩机故障检查力度，在其内部结构中安装了很多传感器，如温度、压力、振动、位移（测量活塞杆沉降）等传感器，形成较为复杂的在线监测系统，实时监测往复压缩机内部结构在运行时的状态，避免故障出现后严重化，减小事故发生的可能性。
3.1工况热力参数法
热力参数法是根据往复压缩机的热力参数判断设备及其零部件运行状况的一种办法，现在能够监测到的热力参数包括往复压缩机进气温度和排气温度温度，压力、冷却水、润滑油的温度、压力和流量，当涉及到的参数发生变化时，要及时查找出引起变化的原因，判断是否因为出现故障而引起参数变化。
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3.2振动检测分析法
转动声学检测法主要是指通过对机械震动、噪声信号检测、分析和处理，从而达到寻找机械内部故障目的的一种方法，从理论上来讲，往复压缩机其内部发生震动而产生的噪音发射出来的信号信息较多，可以通过判断信号发出的信息而分析内部故障，该方法分析故障较为简单，也是目前往复压缩机故障分析最常用的一种手段，目前气阀振动信号的分析处理方法主要包括频谱分析法、时域分析法和包络分析法三种，通过使用这些方法能有效且快速的判断出设备是否出现故障，从而降低经济损失和人员伤亡。
3.3气体泄漏监测法和油液分析法
气体泄漏监测法主要是针对气阀和填料槽磨损故障进行诊断，油液分析法是根据润滑油中技术含量来评定往复压缩机不同摩擦部位的摩擦程度，从而判定故障发生率，油液分析法在往复压缩机故障分析中是常见的一种办法，尤其是在发动机中的往复压缩机上使用较多，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。
4往复压缩机故障诊断技术现状及应用
4.1往复压缩机故障诊断技术现状
现在往复压缩机故障诊断过程包括了信号检测、特征提取与选择和状态识别三大部分，信号检测是故障诊断的重要步骤之一，信号捕捉的准确性和分析的准确性与后续的两大步骤分析效果息息相关。在往复压缩机故障诊断中常用的监测方法有工程热力差入法、转动监测分析法、磨损位移监测法和油液分析法等多种方法，并且这些方法在我国和其他各个国家都已经研究的很成熟，并且对其各个环节的参数都进行了限定或确定，并且能够确定曲轴连杆机构的振动状况和活塞环的磨损情况是有机壳的转动和活塞杆下沉情况来分析的。
4.2往复压缩机未来发展方向
目前往复压缩机的特征提取方法也包括时域特征提取法、频域特征提取法、时频域特征提取法三种，但是往往会因为往复压缩机监测信号不平稳和周围环境噪音影响较大等多方面的原因，使得往复压缩机特征参数不准确，因此常常不能作为参考资料用于往复压缩机故障诊断中，但是这些特征参数可以作为故障初判的参考资料，因此寻找出能够消除噪音的方法，或者是寻找出噪音敏感性低的特征参数是往复压缩机故障监测系统未来发展的重要方向。频域特征提取方法主要是指对往复压缩机测试信号进行的各种谱分析，包括频谱率、谱包络、谱时间序列分析等，特别适合分析旋转机械。而且在往复压缩机故障诊断中常常使用神经网络方法、支持向量机方法和人工免疫法来确定往复压缩机运行状态和静止状态，神经网络方法需要参考之前大量的训练数据和样本来辅助分析机械状态，但是该方法在现实生活中很难以达到其使用要求，因此限制其使用范围。但是另外两种方法的出现主要是为了弥补神经网络方法中存在的不足，解决需要大量训练样本的难题，因此这两种方法可以使用范围也在不断的扩大，逐渐呈现出取代神经网络方法的趋势。
4.3往复压缩机在煤矿产业中的应用
往复压缩机的故障原因种类很多，因此需要较多的特征方法进行识别和分析，各类算法和检测方法都不能够单独的使用在故障检测中，尤其是不能在煤矿行业的往复压缩机故障检测中使用，因为煤矿行业对往复压缩机的安全度要求较高，在对其进行故障检测时压缩机的特征提取方法和故障诊断方法都需要结合多种具体方法相互使用，确定往复压缩机的运行参数，确保压缩机安全运行。
5结语
在当今社会，随着科学技术的不断发展，人们的生活水平越来越高，对工业企业的需求也越来越高。特别是对于工业生产过程中的一些重要设备，相关技术人员还应该继续在未来的产业发展中探索更先进的技术来诊断设备的故障。以此来推动自身行业的可持续发展。
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[4]辛斌.往复压缩机故障诊断技术研究[J].化学工程与装备,2018(8).
论文作者:张力方
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第2期
论文发表时间:2020/4/22
标签：压缩机论文; 方法论文; 故障论文; 故障诊断论文; 特征论文; 信号论文; 参数论文; 《工程管理前沿》2020年1月第2期论文;