【壓縮機(jī)網(wǎng)】往復(fù)式壓縮機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，因其獨(dú)特的優(yōu)勢：具備高壓縮力、寬泛的排氣量調(diào)節(jié)范圍、穩(wěn)定的輸出壓力以及高效的運(yùn)行效率等特性，尤其在石油化工、煤化工、化肥生產(chǎn)、航空航天、軍事工業(yè)、科學(xué)研究、制冷與低溫設(shè)備制造行業(yè)中，更是扮演著至關(guān)重要的角色，是不可或缺和不可替代的核心設(shè)備。往復(fù)式壓縮機(jī)雖然在制造上具有巨大的優(yōu)越性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易磨損、失效，維護(hù)難度大，在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)人員要求高，導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)，加之維修周期長，易造成整個(gè)生產(chǎn)過程被迫停止，對企業(yè)的正常生產(chǎn)造成很大的影響。所以，如何對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的故障診斷，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題且加以解決，是十分必要的。

　　一、往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

　　往復(fù)式壓縮機(jī)采用獨(dú)特的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)變成壓縮機(jī)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)壓縮機(jī)的活塞在氣缸反復(fù)來回移動(dòng)時(shí)，氣缸中就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)體積差。氣體由于被壓縮，體積變小，壓力變大，實(shí)現(xiàn)壓縮目的，最終將壓縮氣體輸出到需要的工作環(huán)節(jié)之中。

　　往復(fù)式壓縮機(jī)由氣缸、吸氣閥、排氣閥、活塞、連桿、曲軸等構(gòu)成。其工作過程包括吸氣、壓縮、排氣、膨脹四個(gè)階段。往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮的氣體包含空氣、氧氣、氮?dú)?、天然氣、二氧化碳、氫氣、氯氣?a href="http://www.phatang.com" target="_blank" class="keylink">石油氣等。通過活塞在氣缸中做反復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的方式，將氣體進(jìn)行壓縮，使氣體壓力升高，并將壓縮氣體傳到機(jī)械設(shè)備中。其工作原理如下：

　　1.1吸氣過程

　　當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)的電機(jī)繞組被激勵(lì)后，壓縮機(jī)的電機(jī)啟動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使連桿、活塞向下移動(dòng)，氣缸中的氣壓逐漸下降。當(dāng)壓縮機(jī)氣缸中的氣壓比壓縮機(jī)進(jìn)氣道（回氣管）內(nèi)的壓力低時(shí)，氣缸中的吸氣門由于壓差而開啟，通過吸氣閥將吸氣管內(nèi)的氣體抽入氣缸，這個(gè)過程稱為吸氣。吸入會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，直到活塞達(dá)到氣缸內(nèi)的最低點(diǎn)。

　　1.2壓縮過程

　　當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)的電機(jī)帶動(dòng)曲軸持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿和活塞會(huì)從氣缸中的最低點(diǎn)往上運(yùn)動(dòng)，氣缸的體積會(huì)越來越小，氣缸里的吸入氣體被壓縮，氣體的壓力持續(xù)上升，氣缸里的壓力也會(huì)隨之上升，這個(gè)過程稱為壓縮。在壓縮時(shí)，如果氣缸中的壓強(qiáng)高于壓縮機(jī)進(jìn)氣管的壓強(qiáng)，則吸氣閥會(huì)閉合。在此基礎(chǔ)上，將低壓、低溫的氣體壓縮為高壓、高溫的工質(zhì)氣體。

　　1.3排氣過程

　　進(jìn)入氣缸的氣體被逐步壓縮，氣缸中的壓強(qiáng)不斷增加，當(dāng)氣缸中的壓強(qiáng)超過壓縮機(jī)排氣管的壓強(qiáng)時(shí)，氣缸中的排氣閥由于壓差而開啟。在這種情況下，被壓縮的氣體會(huì)被不斷地從氣缸中排出，這個(gè)過程就是排氣的過程。這一排放過程會(huì)持續(xù)進(jìn)行，直到活塞達(dá)到氣缸內(nèi)的最高點(diǎn)。

　　1.4膨脹過程

　　當(dāng)活塞達(dá)到氣缸內(nèi)的最高點(diǎn)時(shí)，電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄軸，推動(dòng)連桿向下移動(dòng)活塞。這時(shí)，殘余在氣缸的間隙體積中的氣體開始膨脹，并伴隨著活塞的向下移動(dòng)而降低。當(dāng)氣缸中的壓強(qiáng)低于壓縮機(jī)排氣管中的壓力時(shí)，排氣門閉合。這時(shí)，氣缸中的壓力仍然比壓縮機(jī)吸入管的壓力大，所以吸氣閥仍然處于閉合狀態(tài)?；钊粩嘞陆担瑲飧字械臍怏w不斷膨脹，這個(gè)過程稱為膨脹。這一擴(kuò)張過程持續(xù)進(jìn)行，直到氣缸中的壓強(qiáng)降低至等于壓縮機(jī)吸入管的壓強(qiáng)。當(dāng)電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞會(huì)持續(xù)下降，氣缸中的氣壓也會(huì)隨之下降。當(dāng)氣缸中的氣壓低于壓縮機(jī)進(jìn)氣道的壓強(qiáng)時(shí)，進(jìn)氣閥重新開啟，氣體重新進(jìn)入氣缸，進(jìn)行吸氣、壓縮、排氣及膨脹的二次循環(huán)。

　　二、往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行監(jiān)測

　　通過對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行在線監(jiān)測，能夠掌握設(shè)備的工作狀況與運(yùn)行參數(shù)，對存在的問題進(jìn)行分析，并對其進(jìn)行診斷，使其由事后維修轉(zhuǎn)向預(yù)測性維修，降低非正常停工期，保障生產(chǎn)的持續(xù)、穩(wěn)定。通過對零部件的及時(shí)替換和修理，可以防止一些微小的問題演變成嚴(yán)重的損傷，從而有效地提高設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的替換費(fèi)用。通過對吸氣壓力、排氣壓力、溫度、振動(dòng)等重要參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工況的優(yōu)化，提高裝置的工作效率和節(jié)能效果。通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，可以對設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的過熱、磨損和泄漏等潛在的安全隱患進(jìn)行預(yù)警，從而達(dá)到預(yù)防安全事故的目的。降低因非預(yù)期故障而導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷損失，節(jié)省維修費(fèi)用。經(jīng)過精確檢修，對檢修計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌才?，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。可以保證壓縮機(jī)在最優(yōu)的工作狀態(tài)下工作，滿足節(jié)能減排的政策需求，減少對環(huán)境的污染。所以，在現(xiàn)代化的工業(yè)裝備管理中，進(jìn)行往復(fù)式壓縮機(jī)監(jiān)測是必不可少的，對保證企業(yè)正常生產(chǎn)有著重要的戰(zhàn)略意義。

　　三、往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法

　　3.1油液異常分析方法

　　油液分析法的檢測方法可分為兩個(gè)方面：一是對油液中所承載的磨損信息進(jìn)行分析，二是對其內(nèi)部理化性質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。在分析磨損信息時(shí)，可以使用粒度測試、鐵譜分析和光譜分析等技術(shù)，這些方法可以反映出裝備內(nèi)部可能出現(xiàn)的磨損情況。另一方面，針對油品理化特性分析，重點(diǎn)研究油品的閃點(diǎn)、含水率和黏度等基礎(chǔ)性質(zhì)。油液監(jiān)控的全流程一般包括樣品采集、樣品前處理、采集完整的檢測數(shù)據(jù)和通過數(shù)據(jù)分析得到故障診斷結(jié)果等一系列規(guī)范化的環(huán)節(jié)。

　　3.2人工智能診斷法

　　人工智能診斷法是一種依托深厚的專業(yè)知識儲(chǔ)備及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而開發(fā)出智能化計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，能夠高效解決相關(guān)問題。這種方法具有構(gòu)造簡單、解釋機(jī)理強(qiáng)、預(yù)測簡便等優(yōu)點(diǎn)，但也存在推理機(jī)制過于簡單和專家知識不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備自學(xué)、組織、聯(lián)想記憶等特性，能夠從故障中進(jìn)行學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)專家系統(tǒng)的不足。但本身也有其局限性，如對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模困難、診斷不明確等。

　　3.3直觀檢測

　　在實(shí)際往復(fù)式壓縮機(jī)維護(hù)和故障排查過程中，相關(guān)操作者通過多種感知手段，對設(shè)備的工作狀況做出細(xì)致的診斷。通過對儀器外觀的改變、儀表的讀數(shù)和零件運(yùn)轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)，來發(fā)現(xiàn)潛在的不正常情況：憑借靈敏的聽覺、傾聽壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的聲音變化。如異響、雜音或是頻率波動(dòng)，這些都可能是潛在故障的預(yù)警信號。結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)Ω黝愒O(shè)備的故障進(jìn)行正確的辨識與判定，并快速地推測出可能的故障原因與解決辦法。從以往的工作經(jīng)驗(yàn)中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)目前壓縮機(jī)出現(xiàn)的征兆，快速進(jìn)行與現(xiàn)實(shí)狀況相符的分析，并據(jù)此進(jìn)行解決。

　　隨著現(xiàn)代化工業(yè)科技的不斷進(jìn)步以及壓縮機(jī)等裝備的不斷升級，以人工經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)監(jiān)控手段已不能適應(yīng)現(xiàn)代壓縮機(jī)裝備維修與管理的需求。為了滿足現(xiàn)代壓縮機(jī)裝備的發(fā)展要求，必須引入更先進(jìn)、科學(xué)的故障診斷方法與體系，以實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化及高精度工況的精確診斷。

　　四、往復(fù)式壓縮機(jī)保養(yǎng)措施

　　往復(fù)式壓縮機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)工作主要涵蓋三個(gè)層次：日常維護(hù)、季度維護(hù)以及年度維護(hù)。這些維保措施對于壓縮機(jī)設(shè)備具有重要意義，能夠有效地減少維修成本，提升運(yùn)行效能，延長使用壽命，并確保壓縮機(jī)始終處于安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。為了保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，必須建立合理的維修周期，做好維修工作。

　　4.1日常維護(hù)及保養(yǎng)

　　在日常維護(hù)過程中，工作人員必須遵守相關(guān)規(guī)章制度。在檢修壓縮機(jī)前，應(yīng)先關(guān)閉所有設(shè)備電源，然后釋放壓縮機(jī)氣缸和管路中的壓力，不得在有壓力的情況下檢修設(shè)備。采用“望、聞、看、摸”四種方式，對壓縮機(jī)各個(gè)部分進(jìn)行全面的檢查，關(guān)鍵部件要清潔干凈，螺栓要緊固，關(guān)鍵部件要做好潤滑，關(guān)鍵部位要做好防腐處理。當(dāng)壓縮機(jī)內(nèi)部的油路不暢通時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)油壓過高的問題，最后可能導(dǎo)致壓縮機(jī)的潤滑系統(tǒng)損壞。因此，工作人員應(yīng)經(jīng)常清潔油路，以確保油壓始終處于良好的狀態(tài)。此外，由于設(shè)備的振動(dòng)，在設(shè)備使用期間，也可能發(fā)生潤滑系統(tǒng)管路的松動(dòng)問題。因此，在維修時(shí)，要注意固定，避免設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)漏油的情況。

　　4.2季度檢查

　　季度檢查需要有關(guān)專家的指導(dǎo)進(jìn)行，由于其操作難度高，操作工作量大，所以將檢查分為以下幾點(diǎn)進(jìn)行：（1）清洗機(jī)組氣閥并檢查故障，必要時(shí)更換；（2）檢查機(jī)器的電機(jī)摩擦損耗程度，也就是電機(jī)油液添加過程；（3）對機(jī)器的冷卻系統(tǒng)（空冷器）進(jìn)行除塵，以便散熱保障運(yùn)行安全；（4）觀察機(jī)器的振動(dòng)效果，及時(shí)緊固螺栓，調(diào)整螺母栓扭的松緊度；（5）對變送器的運(yùn)行內(nèi)容進(jìn)行檢查，保障機(jī)器運(yùn)行；（6）清潔機(jī)器的油液污漬，確保其不會(huì)影響運(yùn)行過程；（7）查看電機(jī)的柱銷磨損情況，根據(jù)實(shí)際情況判斷是否需要更換。

　　4.3年度維護(hù)保養(yǎng)

　　年度檢查就是對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行大修，這可以從壓縮機(jī)的工作狀態(tài)來看。通常壓縮機(jī)的年度檢查有三個(gè)方面：一是全面檢查活塞的磨損情況，若活塞磨損比較嚴(yán)重，要及時(shí)更換，在更換時(shí)要特別注意活塞和氣缸的間隙，避免在隨后的壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生碰撞。二是對填料盒進(jìn)行徹底的檢驗(yàn)，必要時(shí)要更換填料，更換后要檢測密封性能。若密封性能不佳，可能會(huì)引起工藝氣體（易燃易爆氣體）和潤滑油的混合，當(dāng)溫度比較高時(shí)，可能會(huì)引起火災(zāi)和爆炸。三是全面檢查安全閥，安全閥的主要功能是在壓縮機(jī)發(fā)生故障后，釋放內(nèi)部壓力。從這點(diǎn)可以看出，安全閥是保證設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵，對安全閥檢驗(yàn)合格后，才能啟動(dòng)。

　　五、結(jié)語

　　往復(fù)式壓縮機(jī)是一種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、零部件比較多的設(shè)備，其失效概率很高，如果出現(xiàn)故障，會(huì)給生產(chǎn)單位帶來很大的損失。因此，有必要對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行故障診斷。然而，對不同類型的信號進(jìn)行分析和處理的方法都存在一定的限制，因此，只有將眾多故障實(shí)例進(jìn)行綜合運(yùn)用，才能有效地解決問題。