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1、,,26(6).3.石油化工设备技术20053动设备Petro一ChemiealEquipmentTeehnology往复式压缩机填料故障的振动分析方法,,周燕峰马考江芜宇,(大连理工大学机械学院振动所辽宁大连116023)摘要:采、,。用时域频域分析与信息墒相结合的方法对往复式压缩机填料故障进行诊断对信号求时域奇异值、频域自功率谱,并建立其信息嫡,以此作为故降识别的参数。说明信息嫡能够对往复式压缩机的工作状态进行有效的评价。:;;;关键词信息嫡故障诊断填料奇异值:TE974文::1006一8805(2005)06一0033一03中图分类号献标识码A文章编号
2、,:往复式压缩机是一个非常复杂的机械设备主要用途高压乙烯气体二次压缩(属于超高,、、振动;源多如阀的撞击振动流体流动振动柱塞压往复式压缩机)与缸壁摩:、、擦振动以及机体与各部件的固有频率振主要故障组合气阀故障填料泄漏轴位移动等等都会引发往复式压缩机的振动。因而,所过大等,而填料泄漏最为常见。测得的振动信息包括各种成分和干扰。并且往复,式压缩机在振动的整个过程中频率是随时间变,,化的通过对这类振动信号的特征分析有助于研究往复式压缩机的运行状况。采用频谱分析方,法在对往复式压缩机的振动信号进行特征提取,,时由于振动信号的时变特性对相同振动不同时‘。刻的信号样本分
3、析结果有可能不同〔〕但如果在,,测得转速的情况下对往复式压缩机的采样信号截取其中的某个或某几个整周期(使测量信号尽,可能完整的包含动力系统的信息)可尽量减少测,。量的误差提高特征提取的准确度。信息嫡是对系统的不确定性程度的描述为图112PK/2往复式压缩机某缸结构,了能够定量描述动力系统的变化程度本文采用,,由图1可知该压缩机填料部位主要由2道了基于时域奇异值谱、频域自功率谱的信息嫡提、1道减压环和。支撑环5道铜质密封环组成减,取振动信号特征的方法对往复式压缩机填料泄,压环可以控制气缸中压力的快速增加减小气体,漏故障进行分析从而说明信息嫡值能够有效评,,的泄
4、漏降低压力波向密封环传播的速度并延滞价往复式压缩机的运行状态。,“气体在柱塞的返回行程中从填料环向气缸室回1设备简介”。,流5道密封环中最后2道密封环主要承受缸gno意大利NuovoPine公司生产的往复式压,内压力的稳定部分前3道密封环主要承受缸内缩机某缸的结构见图1。压力的波动部分。:;型号12PK/2一一。:rn;收稿日期:20050812转速Z14/mi,,。作者简介:周燕峰(1980一)男浙江省海宁市人2。。3年6:“;进气压力25MP月毕业于华中科技大学,获学士学位。现为大连理工大学机:150a;中间压力MP。械学院振动工程研究所在读硕士研究生主
5、要研究方向为:a;排气压力280MP往复式压缩机故障诊断、往复式压缩机在线监测。石油化工设备技术2005年,x*x.,x、r,xi+Zr,x、(1):往复式压缩机在工作过程中柱塞依靠填料二[⋯~](2)。,,,处5层填料环密封但气体完全密封是不可能=12N一(m一1)r⋯,,的泄漏的气体经过填料环进入回料管随着填料z,工1+r-s工1+(用一z)r刁J
6、⋯,,:八、产、环磨损的加剧高压气体泄漏量增大导致压缩机即X-I了、j。阵运行状态异常N一(阴一l)r,工”区⋯,,。当发生填料泄漏时高压乙烯气体通过5层重构相空间时嵌人维数必须满足嵌人定理,。.填料密封环进
7、入填料泄漏管道高压气流流动23时域的信息嫡特征,,,,,Z,,,,时经过5层密封环对密封环的冲击不一样造对一个时间序列X一「xx⋯x〕采用相,,成多种频率成分的冲击反映到缸体表面振动信,,空间重构技术将信号映射到相空间得到一个,号由于泄漏而出现多种频率成分。,使信号的不确件M的轨迹矩阵A对矩阵A进行奇异值分解,定性增加‘,,信号功率谱也由于多种频率冲击变得设奇异值为占1簇i镇M则民即是振动信号的奇。,复杂因此通过监测填料附近缸体表面的振动异值谱[3j。若k为非零奇异值的个数,则k值反,。,信号可以诊断填料的泄漏程度因此把监测压,应了矩阵A的各列中包含的不同模
8、式的数目而,缩机填料附近的振动传感器放置在紧密接触填‘,且奇异值占的大小反应了对应的模式在总模式,料函的缸壁外测从而得到正常工作下与故障填中所占的比重。因此可以认为,奇异值谱民是对。料时不同的振动信号同时由于泄漏的高压气体振动信号在时域中的一种划分。由此可以定义时,,,,:进入回料管后发生膨胀导致回料管的温度降低域信号的奇异谱嫡(H下标t表示时域)为泄漏严重时往往出现回料管结霜现象。:、Hp109丸(4)2分析方法一习2.1信息摘的建立、‘p一;民“”,,/艺嫡一词源于热力学的相关文献1948年:fnn“”式中Pi个奇异值在整个谱中所占的比Shano将嫡用于
9、描述信息论中信息的不确定第,。—。程度并建立了信息嫡
