变工况下基于加权理论的气阀泄漏诊断方法研究

往复式压缩机是石油化工等行业中不可或缺的关键设备,而压缩机结构复杂、故障率高,其中气阀故障是其主要的故障形式之一。同时,负荷调节工况与气阀故障工况的相互耦合使得示功图变化规律更加复杂,增加了故障诊断的难度。为此,探究了变负荷及气阀故障工况下示功图几何特征的变化规律,提出一种针对变负荷与气阀故障耦合工况下的气阀故障诊断方法。该方法利用反向传播（BP）神经网络进行特征分类,首先分别依据示功图几何特征（包括面积、形心和形心主惯性矩等）以及灰度矩阵统计特征得到压缩机的负荷,再进一步结合故障特征判断气阀的故障类型。为提高诊断结果的准确度,将加权证据融合理论应用于故障分类过程,最终获得精准的气阀故障评估结果。基于实验台数据,对不同泄漏率的气阀故障进行实验验证,负荷预测的准确率为97.5%,气阀泄漏故障识别的准确率为96.1%。     

变工况下基于加权理论的气阀泄漏诊断方法研究

往复式压缩机是石油化工等行业中不可或缺的关键设备，而压缩机结构复杂、故障率高，其中气阀故障是其主要的故障形式之一。同时，负荷调节工况与气阀故障工况的相互耦合使得示功图变化规律更加复杂，增加了故障诊断的难度。为此，探究了变负荷及气阀故障工况下示功图几何特征的变化规律，提出一种针对变负荷与气阀故障耦合工况下的气阀故障诊断方法。该方法利用反向传播（BP）神经网络进行特征分类，首先分别依据示功图几何特征（包括面积、形心和形心主惯性矩等）以及灰度矩阵统计特征得到压缩机的负荷，再进一步结合故障特征判断气阀的故障类型。为提高诊断结果的准确度，将加权证据融合理论应用于故障分类过程，最终获得精准的气阀故障评估结果。基于实验台数据，对不同泄漏率的气阀故障进行实验验证，负荷预测的准确率为97.5%，气阀泄漏故障识别的准确率为96.1%。     

利用声发射的往复空压机环状阀泄漏故障诊断试验

利用声发射信号对往复空压机气阀进行了故障诊断,并以某往复空压机的排气阀为例,结合有效电压和能量对气阀漏气、阀片裂纹、阀片断裂及阀片变形等故障进行了测量,从而获得了故障特征信号.研究结果表明:随转角变化的声发射信号包络波形能体现排气阀启、闭的特征位置,气阀漏气、阀片变形及断裂等会导致气阀启、闭特征位置发生变化;根据启、闭特征位置偏离度及相应的有效电压和能量,可以判断气阀故障的严重程度;声发射包络波形平均幅值及相应的有效电压和能量,可以体现气阀漏气、阀片变形及断裂等故障.通过试验结果还发现,阀片裂纹不能通过声发射信号来识别.     

基于数据挖掘的往复压缩机气阀故障诊断方法研究

往复式压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件,针对其故障模式复杂难以辨识的特点,选取部分气阀振动信号的时域和频域参数作为特征参数,采用C-means模糊聚类的方法对气阀故障和运行状态进行评判,挖掘出了故障特征,并给出了诊断实例。     

基于经验模态分解的功率谱分析法诊断往复压缩机气阀故障

往复压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件,针对其信号成非线性、非平稳性,故障模式难以辨识的特征,提出基于经验模态分解的功率谱分析方法.EMD方法具有自适应特点,能够突出表现信号的局部特征和时变特性,适合处理非线性、非平稳信号.对气阀信号按频率由高到低分解为有限个固有模态函数之和,选择对气阀故障敏感的IMF分量进行功率谱分析,从而获得高信噪比故障特征.应用结果表明,该方法较传统频谱分析,突出了气阀信号的故障信息,提高了诊断的准确性.     

活塞压缩机气阀的研究与发展方向

本文主要介绍了活塞压缩机气阀的使用现状,作为活压缩机最重要的易损件,气阀的故障率高、对生产的影响大、拆卸和安装的技术要求高,更是反映一台活塞压缩机性能的关键部件,在对气阀故障进行了较为全面的分析和阐述后,引出了节能型活塞压缩机气阀,对节能型压缩机气阀的设计思路作了较为详细的描述,并对其通道结构、材质等进行了比较和分析,提出设计思路。     

基于现场工况的压缩机气阀国产化研究

压缩机作为海洋石油平台的关键设备之一,承担着为燃气透平用天然气增压或平台天然气外输等任务。在分析进口压缩机气阀故障原因的基础上,提出气阀国产化的必要性,论述了国产化实施技术方案,通过对比分析了压缩机气阀国产化的优势和气阀国产化的经济效益,为海洋石油平台压缩机管理降本增效提供依据。     

一维卷积神经网络在往复式压缩机气阀故障诊断中的应用

针对往复式压缩机气阀故障诊断问题，对气阀盖上的振动信号进行分析，提出了一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的故障诊断模型。首先，将原始一维振动信号经傅里叶变换从时域转换为频域；然后，将频域信号作为1D-CNN的输入，利用卷积层实现自适应提取特征；最后，网络输出层利用Softmax函数实现多种故障的模式识别。在往复式压缩机故障模拟实验台上进行了气阀正常、阀片裂纹、阀片断裂、弹簧失效4种工作状况下气阀盖振动信号的测量并对提出的模型进行验证。结果表明，气阀盖上的振动信号能够明显反映气阀的工作状态，而且信号易提取、十分适合用于气阀的故障诊断；将振动信号从时域转换成频域作为1D-CNN的输入明显地提高了故障分类的准确率；与采用原始一维振动信号作为1D-CNN输入的模型相比，采用频域信号作为输入的故障诊断模型具有更优越的表现，准确率更高，可达100%,而且模型结构简单，能够实现端到端的快速故障诊断。     

包络解调法在气阀弹簧失效故障诊断中的应用

考虑到往复式压缩机振动具有振源丰富、信息干扰大的特点,利用包络解调法分离出系统固有频率成分的振动信号。该包络信号每一峰值对应阀片的每一个冲击。对气阀半个周期内(包含气阀开启到关闭一次的过程)的时域信号进行包络解调处理,提取气阀开启、关闭、颤震等几处故障的时频特征信息来诊断弹簧失效故障,同时给出了弹簧失效系数的计算公式。以塔里木油田16SGT/MH 66注气压缩机为例进行了试验,故障诊断准确率大于85%,分析结果证明了该方法的正确性及有效性。     

氢气压缩机活塞组件和气阀故障原因分析与对策

烧碱装置氢气压缩机支撑环、活塞环和气阀等运动部件使用寿命短,容易导致大量氢气排空,检修频繁,造成巨额经济损失,存在重大安全风险.本文通过拆检压缩机损坏部件,分析出故障原因:一是氢气中碱液滴和碱垢加速了支撑环、填料环等磨损速度,二是气阀设计工况和实际工况不匹配,导致气阀弹簧磨损易断裂.最后提出了改进措施,实施后氢气压缩机故障再无发生,运行周期延长至12个月以上.     

包络解调法在气阀弹簧失效故障诊断中的应用

考虑到往复式压缩机振动具有振源丰富、信息干扰大的特点，利用包络解调法分离出系统固有频率成分的振动信号。该包络信号每一峰值对应阀片的每一个冲击。对气阀半个周期内(包含气阀开启到关闭一次的过程)的时域信号进行包络解调处理，提取气阀开启、关闭、颤震等几处故障的时频特征信息来诊断弹簧失效故障，同时给出了弹簧失效系数的计算公式。以塔里木油田16SGT／MH-66注气压缩机为例进行了试验，故障诊断准确率大于85％，分析结果证明了该方法的正确性及有效性。     

旋转式压缩机气阀故障的振动诊断机理分析

通过分析小型旋转式压缩机气阀的运动规律,着重研究阀片振动的机理,建立相应的振动力学模型,指出了在阀片以旋转转子频率为基频的各阶谐频成分和阀片卷绕升程限制器自由振动成分上可以发掘出阀片的故障信息,并结合实例进行阐述,为振动诊断压缩机气阀提供了理论依据.     

基于RP与NMF的内燃机气阀故障诊断方法

针对传统的内燃机故障振动诊断方法,难以有效提取故障特征,诊断精度较低的缺点,提出一种基于递归图(recurrence plots,RP)与非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)的内燃机故障诊断新方法。该方法是利用图像的方法来进行故障诊断:首先通过递归图将采集到的内燃机缸盖表面振动信号生成图像,然后用非负矩阵对得到递归图进行特征参数提取,最后用分类器进行分类识别完成故障诊断。将该方法应用于气阀机构8种工况下振动信号诊断实例中,结果表明:该方法克服了传统的振动诊断方法从时域或频域进行分析时参数选取和故障特征提取的难题,直接将信号生成图像,对图像进行自适应特征参数提取、分类识别,能有效诊断出内燃机气阀机构故障,故障识别精度高,为内燃机振动诊断探索了一条新途径。     

工艺压缩机气阀常见故障及分析

根椐大型往复式压缩机气阀阀片的失效形式,分析了阀片运动的主要因素和气阀弹簧、压缩介质等因素对气阀寿命的影响,提出了提高气阀使用寿命的途径。     

面向高维特征故障数据的进化软子空间聚类算法

针对复杂机械设备故障诊断中特征量众多且对各种故障敏感程度不同的现象,提出了采用软子空间聚类算法来实现故障的识别方法。同时,针对传统软子空间聚类易陷入局部最优,目标函数设计受限制的缺点,又提出了采用进化计算实现聚类的方法。利用同类样本在相关特征维上方差小的假设,新的目标函数能更好地评价聚类结果的质量。在该算法中,通过设计类中心和权重值的混合编码以及聚类导向搜索算子,使算法更适于聚类问题的优化,而且设计的修复算子可有效地去除不合理的聚类结果。采用5组UCI数据集、2组轴承滚珠故障数据集和3组往复式压缩机气阀故障数据集对算法进行了测试,结果表明:该算法明显好于几种的软子空间聚类算法,在Rand指标上最多可高出0.226 6,并且对2组不同工况下一级缸气阀故障可实现100%的故障识别。     

往复式压缩机的维护与故障分析

通过对往复压缩机的基本结构、工艺流程、主要部件结构(如气阀、填料)的了解,以及常见故障现象,来分析其故障原因。以达到更准确地确认检修部位,节省部分工作量。     

往复式压缩机气阀的改进

本文对气阀寿命短等原因进行了分析,并对其进行了技术改进。降低了一级气阀的阀片升程,二级气阀改为网状组合阀,提高了气阀寿命。     

基于小波分析柴油机故障诊断研究

模拟柴油机气阀间隙异常的几种情况,并实时监测柴油机缸盖振动信号。采用小波降噪对各振动信号进行初步处理,采用经典傅立叶方法对处理后的信号进行功率谱估计,初步诊断各故障特征参数。进而采用小波变换方法对各信号进行小波包分解,并提取故障特征频段信号进行功率谱估计,实现精确故障诊断。     

活塞式凸轮发动机配气阀多目标优化设计

为了对大航深、多速制条件下活塞式凸轮发动机配气阀结构参数进行优化,利用瞬态的分析方法,建立活塞式凸轮发动机配气阀配气模型及缸内热力过程的数学模型。分别选取不同深度和速制条件下的燃料消耗率作为优化目标,利用遗传算法对配气阀结构参数进行多目标优化。算例优化结果表明:优化后的配气阀结构有效降低了发动机在大航深、多速制条件下的平均进气压强,且发动机的经济性达到综合最优,目标函数较优化前降低6.505%;设计的优化方法及结果可为大航深、多速制活塞式凸轮发动机的配气阀设计提供参考。     

往复式压缩机气阀阀片的动态气体力的测定方法和实验装置

本文提出了一种测量和计算往复式压缩机气阀阀片所受动态气体力的方法,首次在运转的往复式压缩机上测得了阀片所受动态气体力。还介绍了实验用气阀的设计、实验装置和有关的实验测试技术。