往复式压缩机故障诊断技术探讨

窦宗香（中石油青海油田分公司格尔木炼油厂，青海 格尔木 816000）

故障诊断技术能够提高往复式压缩机的工作效率，拓宽压缩机的使用范围，完善压缩机的运行环境。往复式压缩机的运行环境比较复杂，采用故障诊断技术，能够准确的分析出压缩机内潜在的隐患，掌握压缩机的运行状态，维护往复式压缩机的性能。

1 往复式压缩机故障诊断技术分析

根据往复式压缩机的运行，分析故障诊断中的技术方法，预防压缩机故障。具体的故障诊断方法如下：

1.1 专家系统

专家系统在故障诊断中较为常用，将其应用到往复式压缩机故障诊断中，提升诊断结果的准确性。往复式压缩机的应用范围广，采用专家系统完成故障诊断，具有实践的优势。

分析专家系统在往复式压缩机故障诊断技术中的应用过程，如：(1)获取与压缩机相关的专家知识，通过专家交谈、查阅书籍的方法，完善专家系统内的相关知识，例如排气量异常检测，观察Q=V·n·λV·λP·λT·λL公式中的参数变化，判断往复式压缩机的状态，常见的公式还有：溶剂系数λV=1-α(ε1/m-1)、排气温度Td=T·εk；(2)往复式压缩机专家系统内，专家知识形成数据库，其可根据压缩机的状态表现，迅速检索数据库内的专家信息，借助故障树的方式分析压缩机故障，故障树中的内容有：阀座损坏、联接松动、仪表失准等，为故障诊断提供依据；(3)专家系统知识库在运行一段时间后，要根据往复式压缩机的状态，实行维护，将新故障中专家分析的结果，写入知识库内，以便下次诊断压缩机中同样的故障。

1.2 小波分析

往复式压缩机发生故障时，会产生大量异常的振动信号，不同频段的振动信号，代表了压缩机的故障特征[1]。小波分析既可以诊断往复式压缩机的在线故障，也能分析出故障预兆的相关信息。目前，往复式压缩机的故障诊断技术中，在小波分析中引入神经网络，神经网络补充小波分析中的不足，完善了压缩机的在线诊断系统。例如：往复式压缩机中的故障训练样本，完成在线信号采集后传输到信号消噪阶段，故障样本进入到小波包分解与单支重构阶段，经小波分析后提取故障特征，将多信息向量的融合传入到神经网络训练与诊断内，细化诊断小波分析后的故障信息，最终输出诊断的结果。小波分析与神经网络的融合，弥补了两者的缺陷，在气阀泄漏、活塞组件泄露、气缸组件泄露、基础联动松动等故障中有实践性的应用。

1.3 线性回归分析

往复式压缩机故障诊断，线性回归分析分为一元和多元两种。以一元线性回归分析方法为例，分析其在故障诊断技术中的应用。一元线性回归分析中，包含自变量、因变量两种因素，形成一元线性关系，实测往复式压缩机的信息，构建回归模型，研究往复式压缩机故障信息的相关性问题，在一元线性回归关系中，设计故障自变量信息x和因变量y，x=x1、x2，…，xn，对应的y=y1、y2，…，yn，其中，(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)符合一元线性回归关系，由此构建一元线性回归分析的模型，可用于检测往复式压缩机中压力不均匀度、振动烈度的现行关系，得出故障诊断的结果。

1.4 声发射技术

声发射技术，是往复式压缩机故障在线诊断中的典型。声发射源在压缩机中传输，进入传感器的耦合界面并通过传感器，此时由声发射仪接收信号，处理后显示故障诊断的数据[2]。往复式压缩机的状态，能够通过声发射技术显示出来，快速提取故障信号。例如：往复式压缩机样品检测中，声发射技术采集了压缩机的信号，信号分为有故障压缩机AE信号检测和正常压缩机AE信号检测，经声发射技术分析后，得出信号的特征，比对差别故障的基准，明确故障诊断的信息。

2 往复式压缩机故障诊断中的注意事项

往复式压缩机的应用越来越广泛，推进了故障诊断技术的发展，故障诊断始终是一项难点内容，结合故障诊断技术在往复式压缩机中的应用，例举故障诊断中的几点注意事项。

第一，往复式压缩机故障诊断技术中，以小波分析为基础的，以神经网络或专家系统相结合的技术，需考虑非定常信号的影响，规范处理此类信号，避免影响故障诊断的结果。

第二，深入研究故障诊断中的定量关系，预测引起故障的相关原因，降低故障诊断及故障处理的难度，利用定向关系中的故障原因，提高解决故障的效率。

第三，按照往复式压缩机故障诊断技术的运行状态，规划完善专家系统的周期，及时补充专家系统知识库中的内容，同时推进信息化工作的开发，实现专家系统的全方位诊断。

第四，往复式压缩机故障诊断系统中，注重数学模型的构建与应用，因为数学模型是故障诊断技术中的难点，压缩机故障诊断中一旦涉及数学模型的知识，就会潜在发生数据缺陷的可能性，所以结合往复式压缩机故障诊断，理清数学模型中的关系，特别是特征参数的控制，完善数学模型的应用，支撑故障诊断技术在往复式压缩机中的应用。

3 结语

结合往复式压缩机中的故障研究，提出可用的故障诊断技术，解决压缩机中的故障问题。往复式压缩机故障诊断的过程中，注意相关事宜的控制，明确压缩机的故障原因后再进行诊断，提高故障诊断技术的准确性，避免影响压缩机的诊断结果。

[1]李芳.往复式压缩机故障诊断技术研究[D].东北石油大学,2011.

[2]张威.基于分数阶Fourier变换的往复式压缩机故障诊断方法研究[D].东北石油大学,2014.