往复压缩机故障诊断

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往复式压缩机故障诊断研究分析

往复式压缩机故障诊断研究分析
械设备有着更加迫切 的要求 。 3 往复式压缩机诊 断技术特点及难点 由于往复式压缩机 的广泛应用及故 障频繁 , 且对其进行在线状态监测及实 时诊断仍是研究的难点 , 今后 的故 障诊断难点
体现在 :1 多种非线性 的智能化理论与分析技术 的结合 。由于往复式压缩机结构复杂 ,信号 中含有多个激励源 的信息 ,因 ) 此应注重非线性及智能化方法 的综合处 理。2 故障监测准确性较低 。由于多数故障诊断采用加速度传感器 ,间接采样造成 ) 不确定性 ,误诊 可能性大 。3 常见 的故障诊 断可信度差 。例如 ,气阀 、曲轴和连杆断裂方面通用方法很少 。可见 。 ) 往复压 缩机故 障诊断技术和方法还有待新理论 的提 出和融合 。 对于非线性 问题研究 , 重视理论 和方法的结合及旋转机械故障诊 断 应
现代设备运行的安全性 和可靠性取 决于 2 个方 面 : 一是设备的设 计与制造 , 即在设 计设 备时要采用可靠性设计方法 , 提 高设备的安全运行措施 ;二是设备的安装 、运行 、管理 、维修和诊断措施 的实施 。设备故障诊断技术是一种了解和掌握设 备 在使用过程 中的工作状态 , 确定其整体和局部是否正常 , 及时发现故 障及其产生原 因 , 并能够预报故障发展趋势 的技术 。目 前 ,它已成为-I独立 的跨学科 的综合信息处理技术 。 -' - J 往复式压缩机故障监测诊断 的具体实施过程大致包括 以下 4 内容 : 1 测取采集信息 ( 项 () 信号采集 ) ( 信息处理 ( ; 2) 提 取特征信息 ) ( ) ; 3 状态识别 ( 与判据 比较 、 别设 备状态 、 识 诊断故障 ) ( ) 断决策 ( ;4 诊 定期检测 、重点监测 、 停机修理 ) 。 往复机械工作过程是非平稳 的, 且整个系统存在非线性 , 传统平稳信号的分析理论 和方法不能满 足往 复机械状态监测和故障 诊断的需要 。 往复机 械的表面振动信号 虽然复杂 , 但是信号中包含着 丰富 的工作状态信息和故障特征信息 , 因此 , 从其表 面 振动信号 中提取感兴趣的特征参数 , 以有效地识别机械 的工作性能状态和一 些故障。常用 的故障识别方法有 : 1 直接观 可 () 察法 ; 2 传统 时频分析法 ; 3 基 于神 经网络的往复机械故障诊断法 ; 4 基于小波分析的往复机械故障诊断法 ; 5 基 () () () () 于分形 的往复机械故 障诊断法 。

往复式压缩机故障诊断及关键部件的失效行文管窥

往复式压缩机故障诊断及关键部件的失效行文管窥

往复式压缩机故障诊断及关键部件的失效行文管窥【关键词】往复式压缩机;故障诊断;关键部件;失效0.前言往复式压缩机是一种工业生产中使用的通用的机械,广泛的应用于我国的工业事业中。

由于往复式的压缩机零部件较多、结构比较复杂并且运动形式也不相同,因此增加了发生故障的几率。

在现实中难以找到一个综合性强的检测指标,进行监测压缩机的使用性能。

需要严格的分析在往复式压缩机使用中出现的故障的原因,以故障产生的具体的表现形式,之后选择科学的、合理的手段做好对零部件的检测和监测。

下面分析其中的关键问题。

1.往复式压缩机故障诊断1.1机械故障及其机理1.1.1活塞组件的损坏在往复式压缩机中比较常见的故障有活塞组件的损坏,对于出现这种故障的主要原因是:①活塞组件的制造不够精良,活塞环的质量差。

其中的活塞环的硬度不够均匀或者硬度不合格,经常会引起整个活塞的断裂或者磨损,活塞环的几何精度将会严重的影响到活塞的使用寿命和密封度。

②活塞的组件的装配不正确,如果气缸中心线出现水平上的误差,或者润滑道内圈中心上的角度误差和水平误差比较大时,活塞在气缸中的位置不正确。

1.1.2活塞杆的断裂其中往复式压缩机出现故障的重大的原因有活塞杆的断裂故障,会引起重大的事故的几率比较高。

活塞杆的断裂不仅能够损坏活塞的本身,还会使整个机器组件中其他的零部件出现连锁型的破坏,同时还能够引发严重的爆炸事件,造成重大的人员伤亡。

并且在6m25的压缩机上面,活塞杆的断裂经常出现在第一二级上面,出现的主要原因是在交变力作用之下长期的疲惫导致断裂,其次还主要是受到长期气体的腐蚀和受到活塞杆的综合机械的性能的长期所致,这些都严重导致往复式压缩机出现活塞杆的突然断裂,出现故障。

1.1.3气阀的损坏其中的6m25式的往复式压缩机的气阀阀片主要使用的是环片阀结构,它是压缩机主要的零件,但同时又很容易出现损坏,主要的故障是气阀的断裂、磨损和弹簧的失效。

其出现问题的主要原因是:①阀导面的磨损使得阀片不能够正常的工作。

二氧化碳往复式压缩机故障诊断及检修方法

二氧化碳往复式压缩机故障诊断及检修方法

二氧化碳往复式压缩机故障诊断及检修方法摘要:本文以在役二氧化碳往复式压缩机为例,简单介绍了往复式压缩机在气阀、振动和噪声、密封泄漏、油压系统、排气温度和管道振动等六个方面常见故障进行了详细的分析,并针对故障的原因提出处理方法。

关键词:往复式压缩机故障诊断吉林市炬焜工贸有限责任公司年产20万吨高纯液体二氧化碳项目,二氧化碳压缩机采用上海压缩机厂生产的DF型往复式压缩机。

往复式压缩比大,输送介质量大,运动部件多,结构复杂,检修工作量大,检修质量要求高,维修费用高。

不同的工厂之间操作条件相差很大,很难制定通用的固定不变的故障诊断和设备检修程序。

该厂二氧化碳压缩机运行两年中出现很多问题,对压缩机所出现的问题做一下总结,为以后压缩机能正常工作起到一定的指导作用。

现将往复式压缩机常见的故障分析及处理方案介绍如下。

1 气阀故障诊断气阀良好的工作性能很大程度上决定了往复式压缩机是否能够更合理、更有效、更经济地工作。

同时,由于气阀工作的疲劳强度大,工作环境恶劣,决定了它是往复式压缩机最易损坏的零部件之一。

据统计,因气阀损坏引起的机组停车占非计划停车的以上40%以上。

[1]所以,提高气阀维护质量显得尤为重要。

(1)气阀出现声音异常。

往复式压缩机在正常运行时,阀片主要承受两种载荷。

一种是由气体压力引起的静载荷,在静载荷的作用下,阀片将产生弯曲变形。

阀片承受的第二种载荷为撞击载荷。

一方面引起气阀声音异常的原因是气阀的阀片,它是易损件,当发生阀片起落被卡住,弹簧倾斜或损坏,阀片材质不良,弹簧力太大等原因,都会造成阀片过早破损,产生气阀不正常的响声。

另一方面弹簧的损坏是导致阀片损坏的主要原因之一。

如果弹簧变软和折断,阀片对阀座或升程限制器的冲击力会加大,产生不正常的响声。

在升程限制器上嵌橡皮,或者适当增大弹簧力,都可以减轻阀片与升程限制器的撞击。

该厂的1#压缩机三级排气阀及气缸由于设计问题造成损坏,检修对三级气缸阀座进行加工修复,加工深度为4 mm,并加入5 mm新补偿垫圈,解决阀体窜动问题(见图1)。

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例往复压缩机气阀是制冷压缩机中必不可少的组成部分,其工作原理是利用压缩机的破坏作用产生高压和高温,原位气、水和润滑油等介质可以在同一时间泵入或排出系统内,从而调节系统中的压力。

另外,气阀还有控制噪音和防止过冷的作用。

由于往复压缩机的重要性和复杂性,许多故障分析都是针对气阀的。

本文将针对一种常见的故障,即气阀故障,对其进行故障分析和诊断实例。

一、气阀故障分析1.阀失灵气阀失灵是往复压缩机常见的故障之一,一般来说由于气阀结构、控制方式或气阀电控时序控制出现问题而导致。

具体来说,气阀失灵由以下原因引起:a)阀结构或控制方式有缺陷,容易导致气阀失灵;b)阀电控时序控制的参数错误,会导致气阀无法控制压缩机的压力;c)动机超载或过热,会导致气阀失灵;d)阀活塞密封结构有损坏,容易出现泄漏现象;e)阀内部控制阀门出现堵塞现象,影响气阀的正常工作。

2.缩机故障分析压缩机故障的分析是气阀故障的必要环节,通过分析可以确定具体的原因。

压缩机故障分析,首先需要对压缩机的参数进行检测,其次要检测压缩机的各部件,以查看是否有故障出现。

若检测结果显示,压缩机正常运行时的参数值一致,并且压缩机各部件完好,则可判断其故障与压缩机本身无关,而是气阀故障导致的;若检测结果显示,压缩机正常运行时的参数值存在偏差,或者压缩机各部件存在损坏,则可判断压缩机故障是源于压缩机本身,并非气阀故障引起的。

二、气阀故障诊断实例以下是一种常见的气阀故障及其诊断的实例:一般来说,当出现往复压缩机无法启动、频繁启动、增压过慢、系统内温度不断上升等现象时,可能是气阀出现故障。

此时可以采取以下措施进行气阀故障的诊断:1.先,检查往复压缩机的参数,以确定是否存在参数偏差。

2.其次,可以检查往复压缩机气阀连接电路,是否出现断路、短路等情况。

3.最后,可以通过检测往复压缩机气阀的压力、流速等参数,排查气阀可能存在的问题。

以上是一种常见的气阀故障及其诊断的实例,通过查看往复压缩机的参数、连接电路等,以及测量气阀的压力、流速等参数,可以对气阀故障进行有效的诊断。

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例往复压缩机都配有气阀,是发动机正常工作的重要元件。

气阀的作用是使往复压缩机在内燃机正常运转时,能正常进气,同时能使往复压缩机及时释放废气,保持内燃机正常的燃烧状态。

由于往复压缩机气阀经常处于高温环境,并且工作时间较长,因此往复压缩机气阀的故障常常发生在持续工作一段时间以后,如果不及时发现气阀的故障,会对发动机的正常工作造成影响,甚至会导致发动机熄火。

为了解决往复压缩机气阀故障的问题,本文将对往复压缩机气阀故障检查、分析及诊断方法和例子进行详细介绍。

二、往复压缩机气阀常见故障分析1、气阀损坏这是往复压缩机气阀故障最常见的原因,气阀在往复压缩机的高温环境下工作,且运行时间较长,长时间的热载荷损坏气阀,或气阀本身不良形成了损坏,导致无法正常工作。

2、气阀杆损坏气阀杆是气阀的重要元件,如果气阀杆因使用不当、材质不佳等损坏,也会导致气阀无法正常工作。

3、气阀簧损坏气阀簧主要起着使气阀在空气进出口处产生压力差的作用,如果气阀簧损坏,导致无法正常工作。

4、气路堵塞正常情况下往复压缩机的气路应该流畅,如果气阀的入口或出口有尘垢积存,就会影响气阀的正常工作。

三、往复压缩机气阀故障检查、分析及诊断1、检查气阀气阀如果损坏,可直接检查外观,如有变形、烧毁等情况即可判定为损坏。

2、检查气阀杆气阀杆如果损坏,可用机械手仔细检查,看是否有磨损或折断的现象,如果杆材料损坏,可使用电火花加工机检查杆材料质量,以判定是否损坏。

3、检查气阀簧气阀簧的检查也是用机械手,观察簧的外形,发现有变形、断裂等情况,即可判定为损坏。

4、检查气路气路如果受到堵塞,可借助显微镜仔细观察,如发现有尘垢积存,可用压力发生器排除尘垢,以解除堵塞现象。

四、往复压缩机气阀故障诊断实例实例一:一台往复压缩机出现了熄火的现象,初步检查后发现气阀损坏,因此需要更换气阀。

更换完气阀后,再次启动往复压缩机,发现熄火现象消失,说明气阀损坏是该故障的原因。

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例往复压缩机是汽车、建筑、海洋及工业等的重要部件。

它的可靠性对设备的正常运行具有重要意义。

近年来,随着汽车用往复压缩机应用的广泛,往复压缩机气阀故障也层出不穷。

为了提高往复压缩机的可靠性,有效地预防和控制气阀故障,阐述一种往复压缩机气阀故障分析及诊断的实例,为正确诊断和解决类似的问题提供参考。

一、往复压缩机气阀故障类型往复压缩机气阀故障一般有结焊故障、损坏故障、漏油故障、损坏搅拌故障等。

1、结焊故障随着往复压缩机的使用时间延长,气阀内部温度不断增加,可能使金属材料熔化而导致结焊故障,影响气阀正常工作。

2、损坏故障损坏故障指往复压缩机气阀出现损坏现象,如活塞或活塞油缸表面磨损、内筒内壁损坏、阀芯损坏等,从而影响气阀的正常工作。

3、漏油故障漏油故障主要是由于气阀密封件老化、曲轴胀销紧度松动、活塞密封损坏等原因造成的,可能会导致活塞油缸内油位升高或阀芯孔漏油,从而影响气阀正常工作。

4、损坏搅拌故障发动机在正常运行过程中,如果叶片搅拌器处于不正常状态,由于机体内残留物不及时处理而过度堆积,从而使往复压缩机气阀发生损坏搅拌故障。

二、往复压缩机气阀故障分析及诊断实例A实例该实例为汽车往复压缩机故障,维修人员通过观察发现叶片搅拌器搅拌故障,气阀出现漏气现象,但不会影响到发动机的运转。

分析原因:由于该汽车往复压缩机出现了漏气现象,叶片搅拌器搅拌不正常,由于叶片搅拌器处于不正常状态,机体内残留物无法及时处理而过度堆积,从而使往复压缩机气阀发生损坏搅拌故障。

诊断方法:首先更换新的叶片搅拌器,然后清除机体内堆积的残留物,再检查气阀是否有损坏,最后检查曲轴胀销紧度、活塞密封是否正常,如正常,则表明气阀故障已解决。

B实例该实例为冷冻机往复压缩机故障,维修人员发现气阀出现漏油现象,冷冻效果较慢。

分析原因:由于冷冻机往复压缩机出现漏油现象,可能与气阀密封件老化、曲轴胀销紧度松动、活塞密封损坏有关,从而导致活塞油缸内油位升高,从而影响冷冻机的冷冻效果。

浅析往复式压缩机常见故障的判断与处理措施

浅析往复式压缩机常见故障的判断与处理措施

浅析往复式压缩机常见故障的判断与处理措施摘要:我国国家化工企业全面发展过程中,企业必须要对往复式压缩机进行不断的深入研究,只有这样才能够有效的提高化工企业的生产工作质量和效率。

基于此,文章针对往复式压缩机常见的故障进行分析并给予相应的对策。

在强化了往复式压缩机的维修检查之后,能够全方位的提升国家化工企业的生产效率和质量,从而带动我国化工企业的全面发展和企业经济效益的提升。

关键词:往复式;压缩机;常见故障;处理措施;伴随着我国化工企业的全方位发展,往复式压缩机因为其自身有着极为良好的性能,在化工企业生产中使用极为广泛,作为化工企业生产中的主要核心设备,在实际应用期间也是存在较多的问题。

其中往复式压缩机的内部有着易燃易爆的气体,若是出现故障,有可能会引起爆炸,从而直接威胁到工作人员的生命财产安全。

然而往复式压缩机内部有很多零部件也是极为容易受到损坏的,因此优化对往复式压缩机的深入研究,是提升我国化工企业生产效率和质量的主要措施。

1. 往复式压缩机概述具体来讲, 变容式压缩机即为往复式压缩机,其逐次压缩密闭空间内的空气,促使其气压得到提升。

而这压缩过程是利用往复式压缩机气缸内的活塞来完成。

如果仅仅依靠活塞的一侧来完成压缩过程,那么就属于单作用空气压缩机;如果压缩过程利用活塞的两头来完成,那么就称之为双作用空气压缩机。

而往复式压缩机具有较大差异,其有较多的弹簧式阀门存在于气缸上,阀门两侧压差与要求所符合后,就会打开阀门。

而如果气缸内的压力比进气压力小时, 就会打开进气阀门;如果气缸内压力比排气压力大时,就会打开排气阀门。

如果有一个气缸或者一组单级气缸完成空气压缩过程,那么就属于单级空气压缩机。

但是目前很多的实际工况下,单级空气压缩机无法满足要求。

压缩比过大或者过小,会增加排气温度,进而导致许多问题的出现。

因此,如果往复式空气压缩机功率在75k W以上,就会设计为多级压缩机组,由双级或者多级气缸完成压缩过程。

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例

往复压缩机气阀故障分析及诊断实例往复压缩机作为现在工业上应用最为广泛的一种设备,在遭受故障时会影响其正常运行。

而气阀也是往复压缩机的重要组成部分,对往复压缩机起着重要的作用。

气阀的故障不仅会影响压缩机的正常运行,还会涉及到安全问题。

为了对比讨论这种状况,本文将以一个实际的诊断为例来分析往复压缩机气阀的故障诊断过程,并且探讨往复压缩机气阀故障分析和解决方案。

二、阀故障原因分析往复压缩机气阀故障可分为两类,一是结构性故障,二是操作性故障。

1.构性故障结构性故障是指气阀本身的结构上存在问题,如粘合剂损坏、法兰连接失效、内部阀座堵塞、阀芯松动等等。

在这种情况下,可以采取拆卸、更换、调节的措施才能解决。

2.作性故障操作性故障也就是气阀操作中存在的问题,典型的问题可能是控制阀操作次数太多,导致副阀损坏或液压油燃料系统中不平衡,使阀座上温度升高而导致阀座损坏,或者液压油系统中存在油泥、油泥会结块堵塞阀座等问题。

在这种情况下,要想解决这些操作性的问题,除了要正确使用和操作气阀外,还要定期清洁和检查气阀,以便及早发现问题并及时解决。

三、气阀故障的诊断方法1.气阀的形象检查对气阀的形象检查一般要求可以从外观、法兰连接、连接管路、连接部位、阀芯、阀座、紧固螺栓等处查看检查。

2.液压系统的检测液压系统检测应检查液压油的质量,评价液压系统中油路设计和管路接头是否正确,检查溢流阀、抗压阀、活塞等组件是否安装正确,检查液压油是否沉淀油泥,检查液压油的过滤是否疏松或堵塞,检查液压油的温度是否在正常范围,检查液压油保护系统是否正常,检查液压油的压力是否在规定的范围内等。

3.系统的测量系统的测量包括对系统液压油的粘度、压力、油量关系、流量测量等等,以便以更准确的数据分析气阀故障,给出有效的解决方案。

四、体诊断实例假定现在有一台气阀故障的往复式压缩机,其系统特性如下:活塞型往复压缩机,驱动方式为电机驱动,系统工作压力为0.6MPa,容积流量为0.2m3/min,系统温度范围为5~50℃。

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往复压缩机故障诊断技术及案例分析阳煤丰喜集团临猗公司李博关键词:往复压缩机、在线监测、故障诊断往复压缩机是石油、化工生产流程中的重要设备,其运转状况关系到整个生产流程运转状况。

但是,由于往复压缩机自身的结构特点和运行工况的复杂性,使得往复压缩机在运行过程中故障率比较高。

本文主要研究如何将故障诊断技术实际应用到现场往复压缩机上,解决机组的实际问题,主要包括四个部分:往复压缩机的常见故障模式;往复压缩机在线监测分析诊断系统的组成和建立;往复压缩机故障诊断系统的实际案例;结论和建议。

1、往复压缩机的常见故障模式往复式压缩机运动形式相对复杂,运行过程中振动冲击较大,易损零件众多,故障原因形式众多。

因此,想要做好往复式压缩机故障诊断工作,首先要对往复机械的工作原理、机组结构、故障机理进行深入的分析,进一步提取、掌握往复式压缩机常见的故障特征,才能够真正做到对机组状态的有效监测。

2、往复压缩机组成往复式压缩机从工作形式上主要可以分为以下几部分:1)基础部份:主要包括机身、中体等部件;2)辅助系统:主要包括润滑系统、冷却系统以及调节系统。

辅助系统的作用是确保往复式压缩机安全、可靠运转,调同时节系统负荷减少不必要的能源浪费。

3)传动系统:主要包括曲轴、连杆、大头瓦、小头瓦、十字头、活塞杆等。

传动部分的主要作用是传递驱动机提供给机组的动力,把电机或燃气发动机的旋转运动经由曲轴连杆机构变为十字头、活塞杆的往复直线运动,进而带动活塞做功,其作用相当于人类的骨架和关节,是整个设置中最重要的机构;4)工作机构:主要包括气缸、气阀、活塞等。

气体经由吸气阀进入气缸被活塞加压变为高压气体后经由排气阀排出。

工作机构是整个往复式压缩机当中最易发生故障的机构。

图1 往复式压缩机的组成3、往复压缩机主要故障模式往复式压缩机各类故障所占的比例参见图2,具体可以分为运动部件故障、密封组件故障、工艺类故障、仪器类故障及管道类故障,85.3%的往复机故障均属于设备本身故障,往复机组本身故障可以分为运动部件及密封部件故障两大类,其中运动类部件故障占到设备本身故障的68.9%,密封类故障占到设备本身故障的31.1%。

图2 往复式压缩机故障百分比从故障的模式与机理来分析,往复压缩机概括起来可分为两大类:一类是热力性能故障,一类是机械动力性能故障。

热力性能故障一般表现为排气量不足,压力、温度波动异常,产生的原因主要是由于气阀、活塞环、填料函、水冷器、吸气滤清器等部件发生了故障;机械动力性能故障一般表现为机器工作时异常的噪声、振动、过热等,产生的原因主要是由于吸、排气阀损坏、活塞环磨损断裂、活塞杆填料函磨损、活塞杆导向环磨损、活塞杆下沉、裂纹及断裂、连杆十字头磨损、连杆螺栓及十字头螺栓松动断裂、活塞卡住与开裂、曲轴断裂、缸体开裂等。

针对上述故障,主要采取三类方式进行监测,即:振动监测(曲轴箱振动、气缸振动、活塞杆沉降等)、动态压力监测、缓变量监测(温度/压力/撞击)。

4、往复压缩机在线监测分析诊断系统测点布置针对往复压缩机各主要部件存在的故障,主要有6类监测信号,分别为键相信号、曲轴箱振动、阀门温度、活塞杆位置(沉降)、气缸动态压力、十字头冲击信号。

其中阀门温度采用将热敏电阻直接粘贴在气阀外部的方式,主要用于测量进/排气阀温度,监测气阀故障。

活塞杆位置采用电涡流传感器,安装方式可参考API618第3.6.7 节振动与位置检测[3]以及API670第6.1.3 节活塞杆沉降探头安装要求[4],用于测量活塞杆位置,可以诊断支承环、活塞环、十字头等故障。

动态压力采用动态压力传感器,安装在气缸上的示功孔中,根据API618标准第2.6.4.6节,气缸连接件要求预留尺寸为NPT 1/2示功孔,主要通过示功图和活塞杆载荷来测量气缸内部动态压力,监测气阀、活塞环、活塞杆、十字头大小头瓦等故障。

冲击信号采用加速度传感器,并经过软件处理得出十字头处的冲击信号和振动信号,来监测拉缸、水击、连接松动等冲击类故障。

曲轴箱振动采用加速度传感器,用来测量振动加速度、速度信号,监测基础振动、壳体振动、不平衡类故障。

键相信号采用电涡流传感器,一般安装在飞轮处,提供信号采集触发,用于故障诊断参考。

4.1、往复压缩机在线监测分析诊断系统硬件组成往复压缩机在线监测系统的硬件主要包括:传感器及前置器部分、现场防爆箱、信号电缆部分、安全隔离系统、信号采集及处理系统、数据服务器、远程网络及通讯系统等部分。

现场传感器安装在往复压缩机上,传感器的前置器通过延长电缆延伸安放在现场防爆箱中,将现场传感器模拟信号通过电缆铺设到控制室中,通过安全栅,实现现场防爆区与安全区的信号传输,从安全栅出来的信号接入对应的信号采集系统,实现信号的模数转换,最终将数字信号传入数据服务器,通过服务器上网,通过专用软件就可以远程实时在线监测和故障诊断。

4.2往复压缩机在线监测分析诊断系统软件组成要想实现往复压缩机分析诊断,需要专业的分析诊断软件提供各种专用的分析手段。

以BH5000R往复压缩机故障诊断分析软件为例介绍其主要功能。

软件功能主要包括:机组状态总貌图、趋势图、历史比较图、单值棒图等常用监测分析功能,可以实现对往复压缩机的实时和历史的数值和趋势分析;活塞杆沉降/偏摆监测,帮助分析活塞环,填料函、十字头滑块的磨损情况,同时了解活塞组件的运行状况;振动监测,可以对缸体/气缸缸头、曲轴箱、电机主轴、十字头、主轴轴承进行实时监测;活塞杆轨迹图,通过分析一个周期内活塞杆轴心位置的状态,可以及时准确地了解往复压缩机活塞杆在套缸内部水平、垂直两个方向的运行状态,当运行范围超出预设区域,将对汽缸、活塞杆、十字头及连杆部件产生机械性破坏;活塞杆应力监测,可实时监测活塞杆一个周期内的受力状态,包括惯性力、气体力、综合力,从而有效地反映连杆大小头瓦的状况及润滑情况;多参数分析可判断出曲轴在各个角度下,振动、活塞杆位置、活塞杆综合力和动态压力四种信号的数值关系;示功图可以实现对气缸内压力过程曲线进行横纵向比较,分析气缸、气阀、活塞环、支承环的工作情况。

通过上述监测系统功能,给设备管理人员提供有效分析设备故障手段,实现设备预知维修,降低维修成本,减少设备停机次数,提高生产效率,最大化生产效益。

5、往复压缩机故障诊断案例通过几个实际的案例,具体介绍往复压缩机故障诊断系统的使用方法及故障诊断的过程,并实际证明往复压缩机故障诊断技术的有效性和实用性。

5.1往复压缩机气阀故障及活塞环磨损故障中国石油长庆石化炼油厂两台新氢压缩机C3402A/B是由沈阳气体压缩机厂生产制造的4M-BX型四列两段平衡型压缩机组,排气压力:12.9MPa,介质为氢气,两台机组一用一备。

该往复压缩机长期存在活塞环磨损、气阀损坏等故障,尤其是活塞环磨损十分严重,每三个月就要定期停机检修一次,更换活塞环,如不及时检修更换,则会造成缸套磨损、甚至拉缸等故障,存在极大的安全隐患,同时经常停机检修,又给生产和设备带来了较大的经济损失。

该机组与2008年底安装了往复压缩机在线监测系统,对活塞杆沉降、气阀温度、十字头冲击、曲轴箱振动等进行综合监测,如图5所示概貌图,并根据设备出厂要求和相关国际标准[5]设立的报警值如下:曲轴箱振动报警值设置为5.5mm/s,危险值设置为7.5mm/s;吸气阀温度报警值设置为55°C,危险值设置为75°C;排气阀温度报警值设置为125°C,危险值设置为135°C;活塞杆沉降报警值设置为1mm,危险值设置为1.2mm;十字头振动根据机组振动峰值及能量设置报警值。

该机组从2012年11月安装该系统到2013年5月全厂大修共诊断出两起故障,并及时进行了处理,避免了不必要的经济损失和安全事故。

第一次为20012年12月,C3402A机组3缸1号吸气阀温度逐渐升高,从35℃升高到70℃,其它的气阀仍然保持正常的30℃左右。

现场人员经过长期观察,断定该气阀肯定有问题,并经过现场复合初步判定为气阀泄露[5],造成该阀温度偏高,超过了报警值。

决定切换备台,进行现场检修,更换气阀后,该处温度又恢复到30℃左右。

对拆下来的气阀进行检查后确认,现场拆卸的故障气阀如图6,气阀存在严重的堵塞故障,并有阀片断裂情况,造成气体泄露,引起气阀温度上升。

经过本次处理后,避免了该气阀的进一步泄露,由于气体介质为氢气,长期气体泄露必定会对人员和设备造成巨大的危害,更严重还会引起气体爆炸,造成机毁人亡。

第二次为2013年4月,还是C3402A机组,通过监测系统发现该机组1缸的活塞杆沉降量比较大,达到了1.1mm,已经超过了报警值0.1mm。

说明该处活塞环已经磨损十分严重,应该立即停车检修。

但考虑到5月份就要进行全厂大修,是否能够等到大修时一起停车检修。

因此,厂方开始对该机组进行了严密监护,根据活塞杆沉降情况进行决定是否提前对该机组进行停车检修。

经过一周的观察,该处活塞杆沉降量又增加到1.3mm,厂方根据这一情况,决定不等全厂大修,提前切换使用备台,提前对该机组进行抢修。

检修时发现,该缸的活塞环磨损已经十分严重,支撑环的磨损量已达到2.5mm,经过换算正好与活塞杆的下沉量相对应,如该机组再继续使用很快就会磨损活塞环和缸套,甚至引起拉缸。

图7为该机组1号缸支撑环的磨损情况。

因此,通过以上几个例子,实际应用往复压缩机在线监测分析诊断系统,能够真正有效地诊断出往复压缩机出现的各类常见故障,并对设备维修起到了指导作用,实现了往复压缩机的预知维修。

6、结论和建议针对往复压缩机这类故障多发的设备,通过往复式压缩机在线监测和故障诊断系统进行有效的分析是十分有必要的,能够及时发现故障征兆,指导合理的设备维护检修,力求避免突发性的恶性安全事故,保证生产的正常进行。

同时,往复压缩机故障诊断技术在国内还处于刚刚起步和不断摸索的阶段,还需要不断完善,主要有如下几点:1)要想真正地通过使用监测诊断系统实现预知维修,还需要使用人员一定时间的摸索和实践,将理论知识与实际设备及工况相结合,才能准确地诊断出设备的复杂故障,目前大多很多只停留在监测方面;2)需进一步加强往复压缩机专家系统的开发,可以最终实现软件的自动故障诊断,可以避免由于人员素质的差异造成的误判或未发现故障。

3)往复压缩机的监测诊断还需进一步引起企业和专家的重视,对于各类临氢及关键机组有条件的应尽量上监测诊断系统。

随着国家和企业对安全生产和环境保护的重视,通过利用往复压缩机故障诊断技术,将往复压缩机状态监测诊断系统应用于往复式压缩机,不仅可以避免由于突发事故的发生给生产企业带来的经济损失,指导维护维修,提高经济效益;同时可以避免在岗操作人员的人身伤亡及引起爆炸起火,对社会造成不良影响,具有较高的社会效益。

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