孫建軍

[摘 要]本文對往復式壓縮機的工作原理和工作程序等做了實地探究考察，發(fā)現(xiàn)復式壓縮機在工作過程中可能出現(xiàn)的故障，對這些故障的出現(xiàn)原因及解決方法進行分析研究，將常用的故障診斷方式列舉在文中，為往復式壓縮機的當前使用和未來發(fā)展前景做出分析預測。

[關鍵詞]往復式壓縮機；故障診斷；分析；展望

中圖分類號：TH45 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0008-01

1 往復式壓縮機工作原理

往復式壓縮機是容積式壓縮機的一種，利用高靜壓力，可以使一定容積內的氣體，經(jīng)過壓縮后，順利吸入或排放出某個密閉的空間，用曲軸和連桿相互聯(lián)系，用連桿聯(lián)系活塞上下運動。運動過程中，缸內氣體的實際容積發(fā)生一定的改變，活塞運動方向朝下，則增大缸內氣體容積，此時進氣閥打開，同時關閉排氣閥，于是空氣被吸入缸內，一個進氣過程得以完成；如果活塞運動方向朝上，則氣缸內的容積縮小，此時應打開出氣閥，同時保持進氣閥關閉，一個氣體壓縮過程就此完成。

2 往復式壓縮機故障的種類及原因

往復壓縮機擁有相對復雜的結構組織、內部部件極其容易損耗，導致故障的經(jīng)常性出現(xiàn)。因此往復壓縮機會由于各種原因出現(xiàn)非正常停機狀況。導致這種狀況出現(xiàn)的原因中，氣閥、填料密封、活塞環(huán)是最容易導致往復式壓縮機出現(xiàn)工作故障的三個主要部件，但是同時曲軸、連桿、十字頭、活塞桿等依靠動力傳動的部件出現(xiàn)事故的可能性較弱，但是一旦出現(xiàn)問題，都會釀成不可預估的后果。往復式壓縮機組在日常生產(chǎn)過程中，熱力學特征出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的問題，是整個壓縮機組出現(xiàn)問題的重要原因之一。在設備的運行過程中，氣缸的吸氣和排氣功能出現(xiàn)障礙導致吸氣或排氣的不順、排氣過程中溫度過高、排氣總量低于正常數(shù)值、壓力比產(chǎn)生較大變化等一系列問題，甚至在某些機械的故障中，表現(xiàn)之一也是熱力學參數(shù)異常。

2.1 熱力性能引起的往復式壓縮機故障

伴隨往復式壓縮機使用次數(shù)增多，使用時間增加，壓縮機工作狀態(tài)下可能會出現(xiàn)排氣量減小、熱力系統(tǒng)內部的溫度和壓力數(shù)值變化超出正常范圍等情況。其中，排氣量不足的問題可能是由于往復式壓縮機的熱力系統(tǒng)或是氣閥等出現(xiàn)設備異常，或者排氣管道路線發(fā)生泄漏情況；而熱力系統(tǒng)內部的壓力變化超過普通情況下的數(shù)值變化范圍，可能是壓力表被損壞、油路存在異物或是水壓出現(xiàn)問題等情況造成，熱力系統(tǒng)內部溫度數(shù)值的變化超過普通狀態(tài)下數(shù)值變化范圍，可能由于氣缸上端出現(xiàn)裂縫、氣閥的氣密性下降等一些列情況造成。針對以上問題以及出現(xiàn)問題的原因，相關技術工作者必須對往復式壓縮機的熱力系統(tǒng)的氣閥、活塞組件、氣缸等零部件進行氣密性監(jiān)測，根據(jù)檢測結果采取相應措施來修復機器使之重新繼續(xù)正常工作。

2.2 機械功能引起的往復式壓縮機故障

往復式壓縮機隨著使用時長的加長，其零部件的功能會有部分損耗，嚴重的甚至影響機器的正常工作使用，很難發(fā)揮往復式壓縮機的正常作用，也不利于企業(yè)的大量生產(chǎn)創(chuàng)新工作的進一步開展，對企業(yè)的效率提升及效益創(chuàng)收產(chǎn)生很大消極影響。

2.3 振動引起的往復式壓縮機故障

如果壓縮機內部機械零件磨損過于嚴重，那么在工作過程中會出現(xiàn)異常的振動情況，異常響聲是由于閥組的穆筍過于嚴重以及活塞出現(xiàn)一系列故障造成；往復式壓縮機一旦出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，極有可能是由于機器設備連續(xù)使用過長時間，導致設備散熱不均，氣缸、活塞桿等會相應出現(xiàn)發(fā)燙現(xiàn)象。

3 往復式壓縮機故障的診斷方法

往復式壓縮機由于結構復雜，出現(xiàn)故障時，需要排查的方面較多，因此故障診斷和修理成了艱巨考驗，也一直占據(jù)相關行業(yè)研究的熱點。在國外，美、德、英、捷克國等學者使用檢測儀器，手機壓縮缸的動態(tài)曲線以及相關數(shù)據(jù)，采用小波分析等數(shù)據(jù)分析處理方法、以及事例推理、神經(jīng)網(wǎng)絡推理等一系列數(shù)據(jù)推理演繹方法；國內學者則更傾向于從理論入手，站在宏觀角度發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

3.1 直接觀察

上文可知，如果往復式壓縮機在工作狀態(tài)中發(fā)出異常聲響或振動，則表明壓縮機的工作出現(xiàn)問題，內部零件可能出現(xiàn)老化、磨損嚴重等問題。如果是有實踐經(jīng)驗的現(xiàn)場工作人員，則可以通過振動、聲響等信息判斷故障發(fā)生的部件，有的故障源甚至連專業(yè)的故障探測機器都難以發(fā)現(xiàn)，但這種依靠有經(jīng)驗的學者進行的判斷，對技術人員要求高，難度大，因此推行不易。另外，往復式壓縮機設備越來越先進，直觀觀察無法對估測結果產(chǎn)生直接影響。

3.2 熱力性能參數(shù)監(jiān)測

對往復式壓縮機的工作狀態(tài)進行鑒定分析研究，其中主要方法是對熱力性能的數(shù)值進行監(jiān)測。熱力參數(shù)主要分為溫度、排氣量、壓力等幾大類，技術人員可以通過熱力參數(shù)的考察分析，找到故障出現(xiàn)的地點及與之對應的修理方法。

3.3 振動噪聲監(jiān)測

往復式壓縮機投入使用后，工作狀態(tài)中，壓縮機表面會產(chǎn)生振動，隨著振動有頻率地發(fā)生，內部零部件的相關結構也發(fā)生相應變化，在工作狀態(tài)中會產(chǎn)生不同工作信號。技術人員可以在機器內部安裝振動傳感器，根據(jù)傳感器繪制的振動波形繪制實時曲線，據(jù)此判斷壓縮機是否發(fā)生故障以及發(fā)生何種故障。但實時曲線反應的不僅是振動波形的變化，極有可能還包括周邊噪音的干擾，因此應用較少。

3.4 油液監(jiān)測

往復式壓縮機使用過程中，在零部件上涂抹潤滑油，可以減輕部件的損毀情況。技術人員可以通過在機器內采集潤滑油，經(jīng)過光譜、鐵譜等找到機器零部件摩擦磨損的位置以及原因。

3.5 人工智能診斷法

人工智能系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡現(xiàn)已投入進對往復式壓縮機故障排查的診斷系統(tǒng)中，人工智能的使用可以有效提高工作效率，減輕其他技術人員的工作壓力，提高成功率，但對相關操作人員的技術和時間能力有較高要求。

4 往復式壓縮機故障診斷注意事項

4.1 設備自診斷

往復壓縮機在診斷技術的使用上，需要考慮故障診斷的相關要求以及原因，診斷的關鍵參數(shù)必須具備自檢測的能力。

4.2 信號信噪比

用對振動的考察分析是否存在故障，在診斷過程中噪聲影響較大，快速找到故障源需要逐步提高信噪比，將可能對判斷造成干擾的因素及影響降到最低程度。

4.3 數(shù)據(jù)準確性

往復式壓縮機故障技術的關鍵是獲得有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)能否準確獲得，需要依賴傳感器的選擇和安裝，提高診斷效率需要提高監(jiān)測傳感器的精確度，并且要求工作人員能夠正確使用機器，逐步提高信號的精確程度。

5 結論

石油化工行業(yè)在生產(chǎn)建設過程中，對往復式壓縮機的依賴程度高。一旦出現(xiàn)問題，需要維修人員采取科學高效的方法判斷故障，從而確定故障發(fā)生的位置及原因，提出準確高效的解決方案，為相關產(chǎn)業(yè)的建設發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

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