張建宇

（大慶石化建設(shè)有限公司，黑龍江 大慶 163714）

進入21 世紀，我國經(jīng)濟水平得到了一個顯著的提升，經(jīng)濟的增長推動了工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展進程，為壓縮機的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。壓縮機在各個行業(yè)領(lǐng)域都有較廣泛的應(yīng)用，尤其是往復(fù)式壓縮機，往復(fù)式壓縮機的性能比較穩(wěn)定，驅(qū)動性能較高，排量范圍廣泛，設(shè)備運行效率高。在制冷設(shè)備中，往復(fù)式壓縮機更是不可或缺的組成設(shè)備之一，基于往復(fù)式壓縮機較為復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們需要采用系統(tǒng)的診斷方式，針對于往復(fù)式壓縮機的故障問題，我們可以采用故障診斷技術(shù)，對設(shè)備故障進行全面的分析，找出故障成因，采取針對性的措施進行解決，保障往復(fù)式壓縮機運行的穩(wěn)定性。

1 往復(fù)式壓縮機故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀分析

往復(fù)式壓縮機有著較為漫長的演變歷史，往復(fù)式壓縮機的形成可以分為四個階段。往復(fù)式壓縮機最早起源于19 世紀，那時相關(guān)技術(shù)體系還不成熟，技術(shù)水平還處于初級階段，一般都是采用事后處理的方式；第二階段就是20 世紀初，壓縮機的整體規(guī)模得到了一個較大的提升，機械結(jié)構(gòu)逐漸趨于系統(tǒng)化，所以采用的方式有所改變，由事后處理轉(zhuǎn)為了定期預(yù)防維修的方式；第三階段就是20 世紀60 年代，這個階段我國科學技術(shù)水平有了一個飛速的提升，計算機技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使得人們的生活方式發(fā)生了巨大的改變，工作人員也可以實時監(jiān)控壓縮機運行狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備運行情況進行預(yù)防；最后階段是80 年代至今，智能技術(shù)和自動化技術(shù)的應(yīng)用使得壓縮機具有了更多的可行性操作，往復(fù)式壓縮機的性能指標也得到了一個顯著的提升。往復(fù)式壓縮機發(fā)展至今，經(jīng)歷了一個較為漫長的階段，針對于往復(fù)式壓縮機的故障問題，我們也采取了系統(tǒng)性的故障診斷措施，只是從目前的情況來看，我們還沒有形成一套完善的診斷系統(tǒng)，這在一定程度上限制往復(fù)式壓縮機的發(fā)展進程。

2 往復(fù)式壓縮機故障診斷技術(shù)分析

2.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是往復(fù)式壓縮機故障診斷中常用的一種診斷技術(shù)，基于專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)計算的優(yōu)勢，可以進一步提高故障診斷的準確性，便于管理人員做出正確的解決對策。專家系統(tǒng)在往復(fù)壓縮機中的應(yīng)用是多方面的，要做好各個環(huán)節(jié)的準備工作，在前期階段，我們需要收集信息，采集與設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)的知識，比如，排氣量異常檢測，通過觀察設(shè)備參數(shù)變化，找出往復(fù)式壓縮機異常部位，然后，采取針對性的措施進行解決。在往復(fù)式壓縮機專家系統(tǒng)中，可以將各項數(shù)據(jù)進行一個全面的整合，形成專家知識數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫的作用在于跟蹤分析往復(fù)式壓縮機故障狀態(tài)，根據(jù)壓縮機的故障狀態(tài)找出合適的解決方式，以故障樹的方式進行可視化分析，提高故障解決效率。故障樹包含的內(nèi)容比較多，有閥座損壞、連接松動、儀表失準等，專家系統(tǒng)的診斷原理在于知識庫的時效性運行，知識庫會定期運行，診斷往復(fù)式壓縮機的整體狀態(tài)，將分析結(jié)果寫入知識庫中，便于管理人員更好地開展維護工作。

2.2 小波分析

正常情況下，往復(fù)壓縮機發(fā)生故障會產(chǎn)生很多不穩(wěn)定波動的信號，這些信號呈振動形式，不同頻率的振動信號其表現(xiàn)形式不同，反應(yīng)出來壓縮機的故障特性。小波分析主要是針對這些振動信號，以在線的方式對往復(fù)式壓縮機進行全面的診斷，根據(jù)振動信號分析出故障預(yù)警信息。往復(fù)式壓縮機故障診斷是一個綜合性的過程，存在很多不可控的因素，我們需要合理調(diào)控每個環(huán)節(jié)的影響因素，就以小波分析而言，我們可以在小波分析中引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的延伸性，可以很好地彌補小波分析的不足之處，進一步完善往復(fù)壓縮機的診斷系統(tǒng)。比如，在往復(fù)式壓縮機故障樣本訓練中，我們需要收集大量的在現(xiàn)信號，將這些信號傳輸?shù)焦潭▍^(qū)域，對其進行信號消噪處理，在信號的傳輸下，故障樣本進入小波分析中，逐漸分支重組，根據(jù)小波的分析提取故障特征，將這些信息傳輸?shù)缴窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練中，經(jīng)過細化處理，形成最終的診斷報告。小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了起來一個連接性質(zhì)的橋梁，兩者相互融合彌補了各自的缺陷，在氣閥泄漏、氣缸組件泄漏、基礎(chǔ)聯(lián)動松動等故障中有著較為理想的應(yīng)用效果。

2.3 線性回歸分析

往復(fù)式壓縮機故障診斷方式比較多樣化，線性回歸分析就是其中一種，線性回歸分析可以分為兩種，一是一元回歸分析，二是多元回歸分析。比較常用的是一元回歸分析，一元回歸分析在往復(fù)式壓縮機故障診斷的應(yīng)用比較特別，在開展分析的時候，主要有兩個參數(shù)，包括自變量和因變量，自變量和因變量的聯(lián)動形成了一元線性關(guān)系，通過一元線性的延伸性，可以準確測試出往復(fù)式壓縮機的全部信息。利用可視化技術(shù)構(gòu)建回歸模型，通過對模型的觀察，可以找出與故障問題相關(guān)的信息，這種模型包含的信息內(nèi)容比較廣泛，我們可以用來檢測壓縮機的壓力變化，調(diào)查振動強度的壓力關(guān)系，通過全面的分析得出一個較準確的診斷結(jié)果。

2.4 聲發(fā)射技術(shù)

聲發(fā)射技術(shù)在往復(fù)式壓縮機故障診斷中的應(yīng)用比較廣泛，聲發(fā)射源主要存在于往復(fù)式壓縮機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，通過系統(tǒng)指令進行傳輸，流過傳感器的耦合界面，聲發(fā)射源會轉(zhuǎn)變形態(tài)，由聲發(fā)射儀接收信號，接收的信號會呈可視化形式展現(xiàn)出來，以此形成故障診斷的數(shù)據(jù)。往復(fù)式壓縮機的整體狀態(tài)呈一個動態(tài)變化的趨勢，通過聲發(fā)射技術(shù)，可以及時判斷出往復(fù)式壓縮機的時效性狀態(tài)，發(fā)射信號的傳輸頻率比較快，便于工作人員快速采集到故障信息。

在往復(fù)式壓縮機的樣品檢測中，聲發(fā)射技術(shù)具有層級性分化特點，它可以將壓縮機的信號全部采集到一起，信號可以分為兩大類，一是故障壓縮機AE 信號檢測，二是正常壓縮機AE 信號檢測，在聲發(fā)射技術(shù)處理下，可以將不同的信號種類分開，進行全面的對比分析，找出其中的故障點，保證故障診斷信息的準確性。

3 往復(fù)式壓縮機故障診斷中的注意事項

往復(fù)式壓縮機在各個行業(yè)領(lǐng)域都有著較為廣泛的應(yīng)用，也正是因為往復(fù)式壓縮機的廣泛應(yīng)用，進一步推動了故障診斷技術(shù)的發(fā)展進程，故障診斷是一個綜合性的過程，需要綜合考慮各個方面的影響因素。往復(fù)式壓縮機涉及的故障診斷技術(shù)較為多樣化，不同的故障診斷技術(shù)其應(yīng)用優(yōu)勢不同，各自適用的范圍也不一樣，要根據(jù)實際情況進行合理的調(diào)控，在往復(fù)式壓縮機故障診斷中，需要注意的問題事項比較多，這里就主要講幾點關(guān)鍵注意事項：在使用小波分析過程中，我們需要結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者專家系統(tǒng)，兩者之間存在一定的連接性，受外界因素影響，信號波動幅度較大，我們主要考慮非定常信號的影響，將這類信號的影響降至最低，避免故障診斷的結(jié)果不準確；在深入研究故障診斷中定量關(guān)系時，主要從故障成因方面入手，預(yù)測故障形成因素，降低故障診斷的整體風險，以定向處理的方式提高解決故障的效率；往復(fù)式壓縮機的運行狀態(tài)呈一個動態(tài)變化的趨勢，也就是說，往復(fù)式壓縮機的運行狀態(tài)是隨機的，不可控的，基于此，我們可以合理規(guī)劃專家系統(tǒng)，進而完善往復(fù)式壓縮機的運行周期，專家系統(tǒng)知識庫中的內(nèi)容有一定的容量限制，為了往復(fù)式壓縮機故障診斷的全面性，要及時補充專家系統(tǒng)知識庫中的內(nèi)容，建立健全信息管理機制，實現(xiàn)專家系統(tǒng)知識庫的全面診斷；在往復(fù)式壓縮機故障診斷系統(tǒng)中，注重對可視化模型的運用，往復(fù)式壓縮機有很多故障問題都是隱性的，不容易被發(fā)現(xiàn)，我們只有借助數(shù)據(jù)模型才能找出來，利用數(shù)據(jù)建立的可視化模型，我們還可以發(fā)現(xiàn)潛在數(shù)據(jù)存在的缺陷，通過對模型的觀察，可以找出各個節(jié)點的連接關(guān)系，尤其是參數(shù)之間的特征聯(lián)系，進一步優(yōu)化完善可視化模式，對提高往復(fù)式壓縮機故障診斷效率有著顯著的作用。

4 結(jié)語

針對往復(fù)式壓縮機存在的故障問題，我們要采取合理的故障診斷技術(shù)，綜合考慮各個環(huán)節(jié)的影響因素，注意相關(guān)事宜的控制，明確故障成因，采取針對性的解決措施，提高往復(fù)式壓縮機故障診斷的時效性。