專利名稱：一種基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及針對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)故障分析診斷方法，是一種采用無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷方法。
背景技術(shù)：
往復(fù)壓縮機(jī)是流程工業(yè)企業(yè)關(guān)鍵機(jī)組，尤其在煉油、化工、輸氣管道行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動(dòng)激勵(lì)源多，故障關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，機(jī)組故障診斷準(zhǔn)確率低，重大安全事故頻發(fā)，如何提高往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確性始終是困擾企業(yè)設(shè)備管理人員的難點(diǎn)，同時(shí)也是科研人員研究的熱點(diǎn)。目前，越來(lái)越多的往復(fù)壓縮機(jī)安裝了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但是傳統(tǒng)的診斷方法依靠振動(dòng)、溫度、位移趨勢(shì)無(wú)法直觀有效地進(jìn)行故障診斷。尤其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用人員，由于診斷知識(shí)水平普遍較低，深入的故障診斷方法掌握困難，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有 效使用面臨較大難度。 國(guó)內(nèi)外對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷研究較多，西安交通大學(xué)郁永章等對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)常規(guī)故障診斷方法進(jìn)行了總結(jié)，主要包括參數(shù)法，振動(dòng)聲學(xué)法，油液分析法；云南工業(yè)大學(xué)金濤，浙江大學(xué)匡繼勇對(duì)基于小波變換的往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法進(jìn)行了研究；哈爾濱工業(yè)大學(xué)高晶波等對(duì)氣閥故障診斷的時(shí)頻分析方法進(jìn)行了研究;M. Ahmed等對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)的往復(fù)壓縮機(jī)診斷方法進(jìn)行了研究。對(duì)無(wú)量綱指數(shù)方法，有如下文獻(xiàn)資料涉及
(I)無(wú)量綱參數(shù)在礦用低速重載齒輪故障診斷中的應(yīng)用，(2)基于特征參數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械智能故障診斷方法，(3)基于無(wú)量綱指標(biāo)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械并發(fā)故障診斷技術(shù)；以上文獻(xiàn)材料均針對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，未見(jiàn)有文獻(xiàn)涉及往復(fù)壓縮機(jī)無(wú)量綱指數(shù)故障診斷方法。本發(fā)明基于多年的往復(fù)壓縮機(jī)實(shí)際故障診斷經(jīng)驗(yàn)，對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障特征進(jìn)行了細(xì)致分析、總結(jié)，結(jié)合實(shí)際的故障診斷案例，提取了常見(jiàn)故障的特征對(duì)照表。并在此基礎(chǔ)上，提出了一種無(wú)量綱指數(shù)的診斷方法，此方法綜合考慮了故障危害性，故障明顯程度，以無(wú)量綱指數(shù)的形式對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障進(jìn)行表征，顯著提升了故障診斷的針對(duì)性、高效性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法，是一種基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷方法，從根本上改變了傳統(tǒng)的依靠振動(dòng)、位移、溫度等信號(hào)變化趨勢(shì)進(jìn)行診斷的方法，改變了原有診斷方法準(zhǔn)確性低、診斷針對(duì)性弱的缺陷，滿足工程一線設(shè)備維護(hù)管理人員的普遍使用要求，顯著提升了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用性。該方法以往復(fù)壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提取了機(jī)組常見(jiàn)故障特征，建立了往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障特征對(duì)照表，建立了故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)、停車無(wú)量綱指數(shù)的數(shù)學(xué)模型；在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)、停車無(wú)量綱指數(shù)的故障診斷方法，直觀反映往復(fù)壓縮機(jī)工作過(guò)程中，不同故障的發(fā)生，惡化情況以及停車檢修必要性。將該方法與在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)合，開(kāi)發(fā)了一套基于無(wú)量綱指數(shù)故障診斷方法的軟件，滿足對(duì)歷史與實(shí)時(shí)的無(wú)量綱指數(shù)變化進(jìn)行分析。通過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，該方法可切實(shí)有效提高診斷的準(zhǔn)確性與可靠性。本發(fā)明提出的一種基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷方法，包括以下內(nèi)容一種基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法，該方法對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障進(jìn)行特征總結(jié)，采用無(wú)量綱指數(shù)形式表征往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障，其特征在于包括以下步驟I)基于往復(fù)壓縮機(jī)關(guān)鍵部件監(jiān)測(cè)信號(hào)，建立往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障類型及其故障特征對(duì)照表，常見(jiàn)故障包括活塞桿斷裂，撞缸，拉缸，活塞桿與活塞緊固螺栓松動(dòng)，活塞桿與十字頭緊固螺紋松動(dòng)，吸氣閥閥片斷裂，排氣閥閥片斷裂，支撐環(huán)嚴(yán)重磨損，活塞環(huán)嚴(yán)重磨損，吸氣閥泄漏，排氣閥泄漏，以字母i代表每種故障序號(hào)，對(duì)活塞桿斷裂，i=l，對(duì)撞缸，i= 2，以此類推，對(duì)吸氣閥泄漏，i= 10，排對(duì)氣閥泄漏，i= 11 ；2)建立往復(fù)壓縮機(jī)11種常見(jiàn)故障危害程度對(duì)照表，定義不同故障破壞力大小D(i)，i=l,……11 ；3)建立表征不同故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)V的數(shù)學(xué)模型，第i種故障的劣化程度無(wú)量綱指數(shù)為να)，劣化程度無(wú)量綱指數(shù)可反映故障惡化的歷史與實(shí)時(shí)情況；4)建立表征機(jī)組停車必要性的停車無(wú)量綱指數(shù)Μ，直觀反映往復(fù)壓縮機(jī)工作過(guò)程中對(duì)停車檢修的要求；5)在往復(fù)壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā)明定義的無(wú)量綱指數(shù)故障診斷方法，建立不同的故障特征分析圖譜；6)將無(wú)量綱指數(shù)用于實(shí)際故障監(jiān)測(cè)、診斷；當(dāng)?shù)趇種故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)V(i)大于等于O. 6時(shí)，即說(shuō)明第i種故障已嚴(yán)重存在，當(dāng)機(jī)組停車無(wú)量綱指數(shù)M大于等于
O.6，即說(shuō)明需及時(shí)停車檢修。所述步驟3)中的不同故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型
權(quán)利要求
1.一種基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷方法，該方法對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障進(jìn)行特征總結(jié)，采用無(wú)量綱指數(shù)形式表征往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障，其特征在于包括以下步驟 1)基于往復(fù)壓縮機(jī)關(guān)鍵部件監(jiān)測(cè)信號(hào)，建立往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障類型及其故障特征對(duì)照表，常見(jiàn)故障包括活塞桿斷裂，撞缸，拉缸，活塞桿與活塞緊固螺栓松動(dòng)，活塞桿與十字頭緊固螺紋松動(dòng)，吸氣閥閥片斷裂，排氣閥閥片斷裂，支撐環(huán)嚴(yán)重磨損，活塞環(huán)嚴(yán)重磨損，吸氣閥泄漏，排氣閥泄漏，以字母i代表每種故障序號(hào)，對(duì)活塞桿斷裂，i=l，對(duì)撞缸，1= 2，以此類推，對(duì)吸氣閥泄漏，i= 10，排對(duì)氣閥泄漏，i= 11 ； 2)建立往復(fù)壓縮機(jī)11種常見(jiàn)故障危害程度對(duì)照表，定義不同故障破壞力大小D(i)，i=l,……11 ； 3)建立表征不同故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)V的數(shù)學(xué)模型，第i種故障的劣化程度無(wú)量綱指數(shù)為V(i)，劣化程度無(wú)量綱指數(shù)反映故障惡化的歷史與實(shí)時(shí)情況； 4)建立表征機(jī)組停車必要性的停車無(wú)量綱指數(shù)Μ，直觀反映往復(fù)壓縮機(jī)工作過(guò)程中對(duì)停車檢修的要求； 5)在往復(fù)壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)量綱指數(shù)故障診斷方法，建立不同的故障特征分析圖譜； 6)將無(wú)量綱指數(shù)用于實(shí)際故障監(jiān)測(cè)、診斷，當(dāng)?shù)趇種故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)V(i)大于等于O. 6時(shí)，即說(shuō)明第i種故障已嚴(yán)重存在，當(dāng)機(jī)組停車無(wú)量綱指數(shù)M大于等于O. 6，即說(shuō)明需及時(shí)停車檢修。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法，其特征在于所述步驟3)中的不同故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法，其特征在于所述步驟4)中的機(jī)組停車必要性無(wú)量綱指數(shù)的數(shù)學(xué)模型M=max {D(i)*V(i)} 其中 M :表征機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)對(duì)停車檢修要求無(wú)量綱特征指數(shù)；D(i):第i種故障破壞力大??； V⑴ 第i種故障特征明顯程度無(wú)量綱指數(shù)； 由于D(i)、V(i)均是取值范圍在[O，I]之間的無(wú)量綱指數(shù)，M的取值范圍也在[O，I]之間，當(dāng)M=O時(shí)可認(rèn)為機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)良好，無(wú)需停車檢修；當(dāng)M > O. 6，即說(shuō)明需及時(shí)停車檢修。
全文摘要
本發(fā)明涉及往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷方法，是一種基于無(wú)量綱指數(shù)的往復(fù)壓縮機(jī)故障監(jiān)測(cè)診斷方法。該方法以往復(fù)壓縮機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提取了機(jī)組常見(jiàn)故障特征，建立了往復(fù)壓縮機(jī)常見(jiàn)故障特征對(duì)照表，建立了故障劣化程度無(wú)量綱指數(shù)、停車無(wú)量綱指數(shù)的數(shù)學(xué)模型；將該方法與在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)合，開(kāi)發(fā)了一套基于無(wú)量綱指數(shù)故障診斷方法的軟件，滿足對(duì)歷史與實(shí)時(shí)的無(wú)量綱指數(shù)變化進(jìn)行分析；通過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，該方法可切實(shí)有效提高診斷的準(zhǔn)確性與可靠性。本方法不僅可用于實(shí)際往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷，提高現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組故障診斷水平，還可用于開(kāi)發(fā)往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)與機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。
文檔編號(hào)F04B51/00GK102913432SQ20121044525
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者江志農(nóng), 馮坤, 馬波, 馬晉, 張進(jìn)杰 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)