[發(fā)明專利]往復壓縮機在線遠程狀態(tài)監(jiān)測與故障分析診斷系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710020523.2
• 申請日: 2007-03-07
• 公開（公告）號: CN101059130A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 張琳;尤一匡;王正洪;趙鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇工業(yè)學院
• 主分類號: F04B49/00
• 分類號: F04B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明提供一套用于石油、化工、冶金、動力等工業(yè)領域大型多缸往復壓縮機狀態(tài)在線遠程監(jiān)測與故障分析診斷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對往復壓縮機的狀態(tài)進行全面綜合監(jiān)測，同時對其熱力性能故障(包括氣閥、活塞環(huán)、填料函、水冷器、濾清器等部件故障)和動力性能故障(包括吸、排氣閥損壞，活塞環(huán)磨損斷裂，活塞桿、填料函磨損，連桿十字頭磨損，曲軸斷裂，缸體開裂)等故障進行分析診斷。

背景技術

往復壓縮機是用于石油、化工、冶金、動力等工業(yè)領域廣泛使用的一類關鍵動力設備，在生產(chǎn)中起著人體“心臟”的作用。但由于往復壓縮機的結構和運動形式比較復雜，其關鍵運動部件有：連桿、曲軸、十字頭、活塞桿、活塞等，其中，連桿、曲軸在電動機的帶動下作旋轉(zhuǎn)運動，十字頭為旋轉(zhuǎn)運動和直線往復運動的交匯點，活塞桿、活塞在氣缸中作直線往復運動，從而使得往復壓縮機在生產(chǎn)中的故障率非常高，石化企業(yè)每年都有大量的關于壓縮機故障及事故的報道，給企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失，究其原因是目前往復壓縮機還沒有一套成熟的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷商業(yè)化系統(tǒng)。

往復壓縮機的故障很多，但歸納起來主要有熱力性故障和動力性故障兩大類。熱力性能故障一般表現(xiàn)為排氣量不足、壓力或溫度波動異常。產(chǎn)生的原因主要是由于氣閥、活塞環(huán)、填料函、水冷器、濾清器等部件發(fā)生了故障。動力性能故障一般表現(xiàn)為機器工作時異常的響聲，振動、過熱等。產(chǎn)生的原因主要是由吸、排氣閥損壞，活塞環(huán)磨損斷裂，活塞桿、填料函磨損，連桿十字頭磨損，曲軸斷裂，缸體開裂等。目前對于往復壓縮機的狀態(tài)檢測，現(xiàn)場一般都是工作人員采用聽、摸的方法憑經(jīng)驗進行分析判斷，而對于故障的維修一般都是采用定期大修的方法來保證壓縮機的可靠性。這樣勢必帶來兩個方面的問題：一方面，在檢修之前壓縮機發(fā)生的故障不能及時的得到反映，從而造成無計劃的停工停產(chǎn)，甚至設備、人員的安全事故；另一方面，有時壓縮機并沒有出現(xiàn)什么問題，而定期檢修可能導致不必要的停產(chǎn)及維護支出。因此，為了實現(xiàn)對壓縮機進行預知狀態(tài)維修，在線實時了解設備的運行狀況，為設備的長期高效運行提供保障，減少企業(yè)的經(jīng)濟損失，開發(fā)一套“預知維修”的往復壓縮機在線狀態(tài)監(jiān)測和故障分析診斷系統(tǒng)是十分必要的。

迫于解決生產(chǎn)現(xiàn)場往復壓縮機安全生產(chǎn)的需要，以及近些年隨著信號處理技術、網(wǎng)絡技術和計算機技術的發(fā)展，人們非常關注往復壓縮機的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷研究工作，但是到目前為止，國內(nèi)對石油化工行業(yè)大型往復壓縮機的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的研究開發(fā)工作，其深度和廣度都還遠遠不夠，離實際應用還有很大的距離，至今還沒有一套成熟的商業(yè)化裝置，問題的關鍵在于往復壓縮機的結構和運動性質(zhì)復雜，激勵源眾多，石油化工生產(chǎn)現(xiàn)場對監(jiān)測系統(tǒng)的防爆要求又非常高，所以對其實施狀態(tài)在線監(jiān)測和故障分析診斷具有相當大的困難。本系統(tǒng)就是針對石油化工生產(chǎn)現(xiàn)場的大型多缸往復壓縮機狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的一些關鍵性技術難點和重點進行研究開發(fā)的，研制出了一套適合能在生產(chǎn)現(xiàn)場使用、取得明顯成效的大型多缸往復壓縮機狀態(tài)在線監(jiān)測和故障分析診斷系統(tǒng)。

綜上所述，目前尚未有一套與本發(fā)明相同的往復壓縮機在線遠程狀態(tài)監(jiān)測與故障分析診斷專家系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有的技術缺點，提供一套新的、實用的、能對往復壓縮機的運行狀態(tài)實現(xiàn)在線遠程監(jiān)測和故障分析診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有應用方便，診斷準確率高，能適合石油化工企業(yè)往復壓縮機生產(chǎn)現(xiàn)場使用。

(1)傳感器的選擇和測點布置方面。由于往復壓縮機的故障非常多，我們總結出所有與故障有關聯(lián)的狀態(tài)量，然后根據(jù)這些狀態(tài)量選擇相應的傳感器，并且選擇合理的安裝位置。為了獲得多缸往復壓縮機各缸運動件之間的正確相位關系，在轉(zhuǎn)軸飛輪處安裝一鍵相位傳感器，來監(jiān)測各缸活塞的內(nèi)外止點位置，并且經(jīng)過換算得到活塞的行程位置信息；在壓縮機氣缸壁上的示功孔內(nèi)安裝一種耐高溫、耐高壓、抗疲勞性能好的特殊壓力傳感器，以測取壓縮機氣缸內(nèi)的動態(tài)壓力信號；壓縮機的吸、排氣溫度信號通過安裝在吸氣管和排氣管上鉑電阻溫度傳感器而測得；壓縮機的垂直、橫向、軸向的振動信號通過布置在十字頭滑道箱壁、氣缸側壁、氣缸蓋壁的振動加速度傳感器而測得；活塞桿的下沉位移信號通過安裝在活塞桿箱體里的位移傳感器而測得，被監(jiān)測參數(shù)及監(jiān)測目的如表1所示，監(jiān)測點布置如圖1所示。