往復式壓縮機在線監(jiān)測系統(tǒng)應用現狀與發(fā)展

馬 斌王 卉李海風

（1.蘭州石化公司研究院 蘭州 2.航天長征化學工程股份有限公司 北京）

（3.中國石油天然氣股份有限公司洗滌劑化工廠 遼寧撫順）

一、往復式壓縮機在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)應用現狀

往復式壓縮機是煉化企業(yè)柴油加氫、渣油加氫等裝置關鍵機組。由于機組壓力高、氫氣易燃易爆的特性，一旦機組發(fā)生嚴重故障，如撞缸、活塞桿斷裂等，可能造成氫氣外泄，遇明火可引發(fā)著火、爆炸等惡性事故發(fā)生，嚴重影響企業(yè)安全、穩(wěn)定生產。隨著往復式壓縮機在線監(jiān)測診斷技術的推廣應用，我國石油、煉化、管道企業(yè)已有近300臺關鍵往復式壓縮機安裝了在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)。在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)的應用，使現場可實時掌握機組運行狀態(tài)，及早發(fā)現活塞桿斷裂、撞缸、連桿斷裂等嚴重故障特征，避免重大安全事故發(fā)生。

在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)主要包括各型傳感器、信號傳輸電纜、數據采集器、數據應用管理器等。各類型傳感器選型與安裝要求見表1。

表1 往復式壓縮機在線監(jiān)測系統(tǒng)傳感器類型與功能

往復式壓縮機在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)在應用中主要存在如下問題。

1.故障監(jiān)測關鍵參數重視不足

往復式壓縮機在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)可實現對振動、位移、溫度、鍵相以及壓力等參數的實時監(jiān)測，但在實際應用過程中，夸大了氣缸動態(tài)壓力的監(jiān)測診斷作用，而忽視振動及活塞桿位移信號。動態(tài)壓力信號對氣缸泄漏類故障，如氣閥泄漏、填料泄漏以及活塞環(huán)泄漏監(jiān)測效果較好，但對緊固元件松動、撞缸等機械類故障效果較差。

2.人為造成現場傳感器故障頻發(fā)

往復式壓縮機在線監(jiān)測系統(tǒng)現場傳感器安裝較多，頻繁拆裝檢修導致大量傳感器出現故障。如采用磁座安裝方式氣閥溫度傳感器，頻繁的檢修可能會導致現場傳感器吸附不到位，甚至吸附位置錯誤，引起信號采集出現故障；電渦流傳感器由于前端探頭易損，維護不當易導致現場傳感器損壞，使鍵相信號和活塞桿位移信號出現嚴重異常。

3.故障診斷自動化、智能化水平較低

目前，許多在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)不具備故障自動精確診斷功能，更多的診斷工作需要設備維護人員根據監(jiān)測信號變化趨勢進行人工判斷，或在線監(jiān)測系統(tǒng)報警之后，進行人工診斷。自動化水平較低，對現場缺少故障診斷經驗、知識水平相對較少的設備維護管理人員來說難度較大，也影響了在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)的推廣應用。

二、往復式壓縮機在線監(jiān)測發(fā)展趨勢

1.現場傳感器安裝方式、位置改進

針對現場傳感器安裝問題，在線監(jiān)測系統(tǒng)廠家不斷改進和完善傳感器安裝方式，避免出現傳感器松動、掉落等故障。同時，往復式壓縮機制造廠家逐步認識在線監(jiān)測診斷的必要性，在機組設計、制造的過程中，考慮各型傳感器安裝需求。此外，優(yōu)化傳感器安裝位置，提高監(jiān)測信號對故障響應效果也是研究的方向。

2.監(jiān)測系統(tǒng)傳感器異常自診斷

改進優(yōu)化傳感器安裝是解決現場傳感器問題的一個重要途徑，但是實際工作、維護過程中，機組檢修、傳感器拆裝由于人工操作，不可避免地存在一定的故障風險和機率。因此，為了避免在線監(jiān)測系統(tǒng)誤報警，系統(tǒng)需具備傳感器異常的自診斷功能，以給出傳感器狀態(tài)信息，指導現場儀表人員檢修。

3.監(jiān)測參數的優(yōu)化與完善

針對監(jiān)測報警參數相對較少的缺陷，不斷從監(jiān)測數據中提取往復式壓縮機故障特征參數，尤其是往復式壓縮機疑難故障，包括緊固螺栓松動、連桿大小頭瓦磨損等，以提高故障報警的針對性和有效性。

4.故障診斷專家系統(tǒng)

故障自動和智能診斷仍是今后研究的內容，隨著故障案例的積累和數據的豐富，為故障自動智能診斷技術的打下基礎，通過不斷完善故障推理診斷邏輯，構建多源融合的故障診斷架構，智能化的故障診斷專家系統(tǒng)將趨于成熟并廣泛應用。

1 張進杰，張愛斌，申強.在線狀態(tài)監(jiān)測診斷系統(tǒng)在往復壓縮機上的應用，中國設備工程，2010（8）:53～55

2 王正洪，尤一匡，張小鳴，張琳.往復壓縮機的狀態(tài)監(jiān)測和故障的診斷方法，江蘇工業(yè)學院學報，2004（3）:5～8

3 Nishchal K Verma，Kadambari J，Abhijit B，Tanu S，T S S Subramaniam，StatisticalApproach for finding Sensitive Positions for Condition Based Monitoring of Reciprocating Air Compressors，2011 IEEE International Conference on System Engineering and Technology，2011:10～14.

4 鮑雨梅，盛頌恩，孫禮弘.往復壓縮機故障診斷專家系統(tǒng)知識庫的構建.壓縮機技術，2003(1):1～3

5 江濤，郝潔，崔天生.壓縮機故障診斷專家系統(tǒng)的開發(fā).壓縮機技術，2001（6）:13～14