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【摘 要】 压缩机作为一种通用的重要机械在工业上有较为广泛的应用，然而在故障诊断方面较复杂，因此在故障诊断技术方面的研究一直都受到各界的广泛关注。文章主要阐述了压缩机现阶段的诊断技术并对压缩机中常见的故障和机理进行了分析，进而提出了研究技术的难点以及今后发展的主要方向，希望对该方面的研究有所裨益。
【关键词】 压缩机；故障诊断；状态监测；研究
引言：
目前，随着我国科学技术的不断发展，工厂的许多机械设备等都向着自动化的目标发展，带来的问题就是机械设备的复杂化使一些零部件之间一环扣一环，联系更加紧密。若是某一部分出现了故障就会导致整个设备的运行受阻，进而造成较大的经济损失，更严重的会造成人员的伤亡。所以，機械设备的正常运行过程中，若是能够及时正确的预报或是诊断出隐含的故障因素，能够使压缩机在保证完整的情况下检查出出现故障的部件，进而能够防止事故的出现，能为企业带来更高的经济效益。
一、螺杆压缩机概述
在阴、阳转子上，排出侧和吸入侧的轴承及压缩腔之间各有一套密封，为了隔离阻塞气体密封采用两级缓冲气，外密封采用氮气冲洗，内密封采用中压蒸汽冲洗。苯乙烯单元的尾气压缩机系统是由压缩、冷却、排放旁路等复杂的工艺系统以及配套的控制操作系统和开停车联锁安全装置组成。由于该压缩机机组是苯乙烯单元的关键设备机组，因此该机组的安全平稳运行直接关系到整个车间苯乙烯单元的平稳运行。
二、压缩机故障诊断技术的展望
（一）加强压缩机中具有共性故障诊断方法的研究
在压缩机故障的诊断过程中，根据经验可知有些具有共性的故障出现，因此需要进行系统的归纳和总结，其基本的思路是：在不同的设备当中，如果运行的参数和结构特点之间有相似部分的零部件，一般情况下故障的表现形式以及机理也具有相似性，因此信号的采集和处理的方法也基本相同。所以，针对某种零部件，只需要构建一个诊断相似的模块，就能实现在不同的设备中使用。这样一来，建立好了不同零部件的故障诊断模块，再遇到较为复杂的设备后，只需要将零部件进行细化就能快速的诊断出系统存在的问题。
（二）压缩机机械的诊断技术要与设计及制造相结合发展
现阶段，有许多的压缩机生产厂家，在进行设计和制造压缩机时，没有将诊断技术与设计及制造相结合发展。所以，在今后的压缩机设计和制造的过程中考虑到故障诊断，如可以将光纤传感器预先就埋在柴油机的内部，能够为以后的机械诊断和维修提供较大的方便，进而避免了由于间接的测量诊断而带来的误差，同时也能省去大量且复杂的数据信号处理的过程。
（三）将信息处理技术与分析技术的综合应用
技术人员应该能够充分的利用信号处理的技术，提高信息的分析能力，进而增强模块建立的识别能力。然而过去的最为典型的就是傅里叶变换信号处理技术，目前该方法的使用受到了多方面的限制，现阶段已经不能胜任机械故障的检测，取而代之的是新兴的时频分析法，该方法将会得到广泛的应用和充分的发展。
三、压缩机故障诊断的对象
（一）压缩机零部件的故障诊断
对机器可靠性起决定影响的关键零件，进行重点检测。例如曲轴、活塞杆、连杆、气阀、冷却器等。在日常运行的故障诊断技术中，主要是针对这些零部件的状态参数进行诊断。虽然有时零件的状况主要依靠直接的振动测量以及磨损残留物测定等方法，有时也采取一些特殊的方法来确定。经常也用非接触式电子探头测量轴心的位置，由于压缩机零件在运行过程中发热是一种普遍的物理现象，因此也用热电偶测量轴承中摩擦发热的情况。或者安装专用的传感器测量气缸衬套的磨损情况。
（二）整机的故障诊断
通过压缩机功能的异常，故障的劣化等现象，分析产生的原因。分析主要零部件的可靠性，预测其的使用寿命，确定修复和改善的方法。对于整机的故障诊断，识别理论是诊断理论的主要内容。在识别中首先要明确诊断对象，即明确要诊断的状态；二是选定检测和诊断所用的特征参数，并需要确定这些特征参数之间的关系；最后提出诊断方法。整机性能测定是指通过测量机器的输出或输出与输入的关系来判断机器运行状态的是否正常。如测量压缩机的功耗与排气量的关系等，这些指标对于机器的初期失效往往不很灵敏，因为这些主要零件在影响机器性能以前可能已经存在缺陷，只不过未反应到这些指标上。
四、状态监测技术
（一）随机信号的诊断方法
通过信号的性质和类型可知，确定信号性质的有效途径是分析信号的频率结构，它要研究组成信号的成分是哪些频率，而针对每一种频率，研究它们的幅值在单位频率上的密度、幅值大小、幅值的功率或能量在单位频率的相位以及其密度的变化情况。通常这个分析过程为频率域分析或频谱分析。其横坐标常为频率，而纵坐标以幅值谱密度或振幅值、功率密度、相位、能量谱密度为构成图形，称之为频谱图。工程上有如下几种常见的频谱分析：相位频谱和离散的幅值频谱、连续的功率谱密度分析和相位谱密度以及连续的幅值谱密度。通常而言，可以从时域和频域这两个角度对随机信号进行分析。
（二）频域分析方法
通常针对机械发生故障的具体诊断，很难通过时域分析所提供的信息量对故障原因做出诊断结论。一般时域分析只能直观地初步诊断出设备是否有异常或者故障的严重程度等，但故障发生的部位或产生的原因等信息是不能判断的，因此平常只能用作设备故障的初级诊断。而对于从事设备日常管理和维护的工作人员来说，诊断出设备是否发生故障或异常，只是判断设备是否正常运行的开始，更关键的任务是在于寻找并确定哪些零部件发生了故障以及产生故障的具体原因，从而找出原因并有针对性地进行维修。
（三）时域分析方法
时域分析的最主要特点是产生信号的时间顺序，即信号数据产生的先后顺序。通常工程信号的形式都是时间波形。时间波形的特点主要是易于理解、直观等，由于产生的信号是最原始的，因此包含大量的信息。但缺点是所包含的信息与发生故障之间的内在联系不太容易看出。对于某些故障产生的信号，可能其波形具有比较明显的特征，这时我们可以通过时间波形做出如不平衡故障、转轴不对中等一些问题初步判断。
五、故障诊断
（一）通过分析油液进行故障诊断的技术
在压缩机正常运行的过程中，只要涉及到两个运动的面发生接触就一定会引起磨损的现象。根据具体的实验数据可知，运行过程中的不同时间段，压缩机的润滑油会呈现出较大差异的衰败长度，磨损的微粒也会有明显不同的特征，主要从形貌、大小、分布以及数量上有所体现。所以，在润滑油中对于压缩机的相关信息都有所体现，进行油液的分析故障诊断就是根据这一原理。收集观察压缩机所使用的润滑油，再通过各种不同的检测措施，进而分析润滑油的使用状况以及是否携带或携带多少的磨损微粒等各项信息，能够综合评价出所使用的润滑油及设备放入磨损程度，相关的工作人员就能判断出潜在的故障存在。这种故障分析方法的分析的对象是润滑油的磨损微粒与机械性能衰败的信息，因此在实施此种故障诊断的技术之前首要的任务是对分析样品的收集，再进行检测得到数据，进而通过分析所得数据判断出故障的存在与否以及进行预防的方案。由于这一技术的综合性，要求压缩机中的零部件都具有不同且明显的特征，只有这样才能保证诊断结果的准确性。
（二）对振动情况进行分析的故障诊断技术
在压缩机运行的条件下，压缩机中的零件之间会产生作用力，进而引发噪声和振动，若是零部件之间发生磨损，压缩机的动力学性能将会出现相应的改变。所以，技术人员应该对压缩机外部的噪声和振动信号的进行精确的测量，再根据测量的结果数据进一步探讨分析其内部有可能出现的故障情况。然而在实际的操作中，噪声会极易受到周围环境的影响，因此正确的振动数据要求保证故障的诊断技术获得高度准确性是关键因素。
六、结束语
通过实践证明，由于设备状态监测技术的应用，大幅度降低了设备的日常管理费用及维修成本，大大降低了设备突发事故的发生率，从而使压缩机连续工作的能力提高了，对装置的平稳运行起到了很好的保障作用。
参考文献：
[1]张健.机械故障诊断技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]程艳霞，铁占续，孙付伟，等.压缩机故障诊断方法研究综述[J].河南理工大学，2010.
【关键词】 压缩机；故障诊断；状态监测；研究
引言：
目前，随着我国科学技术的不断发展，工厂的许多机械设备等都向着自动化的目标发展，带来的问题就是机械设备的复杂化使一些零部件之间一环扣一环，联系更加紧密。若是某一部分出现了故障就会导致整个设备的运行受阻，进而造成较大的经济损失，更严重的会造成人员的伤亡。所以，機械设备的正常运行过程中，若是能够及时正确的预报或是诊断出隐含的故障因素，能够使压缩机在保证完整的情况下检查出出现故障的部件，进而能够防止事故的出现，能为企业带来更高的经济效益。
一、螺杆压缩机概述
在阴、阳转子上，排出侧和吸入侧的轴承及压缩腔之间各有一套密封，为了隔离阻塞气体密封采用两级缓冲气，外密封采用氮气冲洗，内密封采用中压蒸汽冲洗。苯乙烯单元的尾气压缩机系统是由压缩、冷却、排放旁路等复杂的工艺系统以及配套的控制操作系统和开停车联锁安全装置组成。由于该压缩机机组是苯乙烯单元的关键设备机组，因此该机组的安全平稳运行直接关系到整个车间苯乙烯单元的平稳运行。
二、压缩机故障诊断技术的展望
（一）加强压缩机中具有共性故障诊断方法的研究
在压缩机故障的诊断过程中，根据经验可知有些具有共性的故障出现，因此需要进行系统的归纳和总结，其基本的思路是：在不同的设备当中，如果运行的参数和结构特点之间有相似部分的零部件，一般情况下故障的表现形式以及机理也具有相似性，因此信号的采集和处理的方法也基本相同。所以，针对某种零部件，只需要构建一个诊断相似的模块，就能实现在不同的设备中使用。这样一来，建立好了不同零部件的故障诊断模块，再遇到较为复杂的设备后，只需要将零部件进行细化就能快速的诊断出系统存在的问题。
（二）压缩机机械的诊断技术要与设计及制造相结合发展
现阶段，有许多的压缩机生产厂家，在进行设计和制造压缩机时，没有将诊断技术与设计及制造相结合发展。所以，在今后的压缩机设计和制造的过程中考虑到故障诊断，如可以将光纤传感器预先就埋在柴油机的内部，能够为以后的机械诊断和维修提供较大的方便，进而避免了由于间接的测量诊断而带来的误差，同时也能省去大量且复杂的数据信号处理的过程。
（三）将信息处理技术与分析技术的综合应用
技术人员应该能够充分的利用信号处理的技术，提高信息的分析能力，进而增强模块建立的识别能力。然而过去的最为典型的就是傅里叶变换信号处理技术，目前该方法的使用受到了多方面的限制，现阶段已经不能胜任机械故障的检测，取而代之的是新兴的时频分析法，该方法将会得到广泛的应用和充分的发展。
三、压缩机故障诊断的对象
（一）压缩机零部件的故障诊断
对机器可靠性起决定影响的关键零件，进行重点检测。例如曲轴、活塞杆、连杆、气阀、冷却器等。在日常运行的故障诊断技术中，主要是针对这些零部件的状态参数进行诊断。虽然有时零件的状况主要依靠直接的振动测量以及磨损残留物测定等方法，有时也采取一些特殊的方法来确定。经常也用非接触式电子探头测量轴心的位置，由于压缩机零件在运行过程中发热是一种普遍的物理现象，因此也用热电偶测量轴承中摩擦发热的情况。或者安装专用的传感器测量气缸衬套的磨损情况。
（二）整机的故障诊断
通过压缩机功能的异常，故障的劣化等现象，分析产生的原因。分析主要零部件的可靠性，预测其的使用寿命，确定修复和改善的方法。对于整机的故障诊断，识别理论是诊断理论的主要内容。在识别中首先要明确诊断对象，即明确要诊断的状态；二是选定检测和诊断所用的特征参数，并需要确定这些特征参数之间的关系；最后提出诊断方法。整机性能测定是指通过测量机器的输出或输出与输入的关系来判断机器运行状态的是否正常。如测量压缩机的功耗与排气量的关系等，这些指标对于机器的初期失效往往不很灵敏，因为这些主要零件在影响机器性能以前可能已经存在缺陷，只不过未反应到这些指标上。
四、状态监测技术
（一）随机信号的诊断方法
通过信号的性质和类型可知，确定信号性质的有效途径是分析信号的频率结构，它要研究组成信号的成分是哪些频率，而针对每一种频率，研究它们的幅值在单位频率上的密度、幅值大小、幅值的功率或能量在单位频率的相位以及其密度的变化情况。通常这个分析过程为频率域分析或频谱分析。其横坐标常为频率，而纵坐标以幅值谱密度或振幅值、功率密度、相位、能量谱密度为构成图形，称之为频谱图。工程上有如下几种常见的频谱分析：相位频谱和离散的幅值频谱、连续的功率谱密度分析和相位谱密度以及连续的幅值谱密度。通常而言，可以从时域和频域这两个角度对随机信号进行分析。
（二）频域分析方法
通常针对机械发生故障的具体诊断，很难通过时域分析所提供的信息量对故障原因做出诊断结论。一般时域分析只能直观地初步诊断出设备是否有异常或者故障的严重程度等，但故障发生的部位或产生的原因等信息是不能判断的，因此平常只能用作设备故障的初级诊断。而对于从事设备日常管理和维护的工作人员来说，诊断出设备是否发生故障或异常，只是判断设备是否正常运行的开始，更关键的任务是在于寻找并确定哪些零部件发生了故障以及产生故障的具体原因，从而找出原因并有针对性地进行维修。
（三）时域分析方法
时域分析的最主要特点是产生信号的时间顺序，即信号数据产生的先后顺序。通常工程信号的形式都是时间波形。时间波形的特点主要是易于理解、直观等，由于产生的信号是最原始的，因此包含大量的信息。但缺点是所包含的信息与发生故障之间的内在联系不太容易看出。对于某些故障产生的信号，可能其波形具有比较明显的特征，这时我们可以通过时间波形做出如不平衡故障、转轴不对中等一些问题初步判断。
五、故障诊断
（一）通过分析油液进行故障诊断的技术
在压缩机正常运行的过程中，只要涉及到两个运动的面发生接触就一定会引起磨损的现象。根据具体的实验数据可知，运行过程中的不同时间段，压缩机的润滑油会呈现出较大差异的衰败长度，磨损的微粒也会有明显不同的特征，主要从形貌、大小、分布以及数量上有所体现。所以，在润滑油中对于压缩机的相关信息都有所体现，进行油液的分析故障诊断就是根据这一原理。收集观察压缩机所使用的润滑油，再通过各种不同的检测措施，进而分析润滑油的使用状况以及是否携带或携带多少的磨损微粒等各项信息，能够综合评价出所使用的润滑油及设备放入磨损程度，相关的工作人员就能判断出潜在的故障存在。这种故障分析方法的分析的对象是润滑油的磨损微粒与机械性能衰败的信息，因此在实施此种故障诊断的技术之前首要的任务是对分析样品的收集，再进行检测得到数据，进而通过分析所得数据判断出故障的存在与否以及进行预防的方案。由于这一技术的综合性，要求压缩机中的零部件都具有不同且明显的特征，只有这样才能保证诊断结果的准确性。
（二）对振动情况进行分析的故障诊断技术
在压缩机运行的条件下，压缩机中的零件之间会产生作用力，进而引发噪声和振动，若是零部件之间发生磨损，压缩机的动力学性能将会出现相应的改变。所以，技术人员应该对压缩机外部的噪声和振动信号的进行精确的测量，再根据测量的结果数据进一步探讨分析其内部有可能出现的故障情况。然而在实际的操作中，噪声会极易受到周围环境的影响，因此正确的振动数据要求保证故障的诊断技术获得高度准确性是关键因素。
六、结束语
通过实践证明，由于设备状态监测技术的应用，大幅度降低了设备的日常管理费用及维修成本，大大降低了设备突发事故的发生率，从而使压缩机连续工作的能力提高了，对装置的平稳运行起到了很好的保障作用。
参考文献：
[1]张健.机械故障诊断技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]程艳霞，铁占续，孙付伟，等.压缩机故障诊断方法研究综述[J].河南理工大学，2010.