离心压缩机的故障诊断研究

2022-12-12

离心压缩机潜在的故障较为繁琐, 干扰压缩机的运行效率, 直接影响工业生产的流程。目前, 离心压缩机已经投入各个工业生产中, 受到工业生产的极大重视, 特别是在化工企业中离心压缩机多是无备机的运行现状, 一旦其在运行中出现故障, 直接影响整个系统的正常运行, 甚至造成全系统停车的严重后果。必须利用高效的诊断方法, 才能规避离心压缩机的故障风险, 确保其处于安全、高效的运行环境中。离心压缩机对故障诊断的要求比较高, 主要是实现压缩机的高质量运行, 排除故障因素的干扰。

一、离心压缩机的故障类型

离心压缩机的故障类型比较多, 其中90%属于振动问题, 着重分析离心压缩机在工业生产中的振动问题[1]。振动故障是由不同的原因造成的, 规划离心压缩机振动故障的类型, 如: (1) 转子偏移, 临界转子之间的中心线, 没有在规定的位置上, 明显倾斜, 此时离心压缩机会长周期的振动, 解决转子偏移时, 要排除外力的干扰, 实行热态处理; (2) 转子弯曲, 转子轴没有处于中心线处, 如果是由转子弯曲引发的离心压缩机振动, 则需要采用对应的修复措施; (3) 转子不平衡, 当离心压缩机的转子轴心线外侧, 呈现不平衡质量时, 导致转子出现周期性运转偏离, 离心压缩机在转子偏离的带动下, 表现出振动故障, 此类故障需要检查转子是否出现质量问题, 重新平衡转子。 (4) 轴承间隙过大、油质变差、油温过高、联轴器不对中等常见故障, 也均会表现出振动故障, 此类故障需要做出相应的维修保养来解决。

二、基于神经网络的离心压缩机故障诊断

离心压缩机的故障与引发原因之间, 存有非线性的关系, 所以利用神经网络诊断的方法, 在根本上分析离心压缩机的运行, 通过离心压缩机自身的组织变化, 诊断其在工业生产中的故障。起初离心压缩机的故障诊断, 采用了谱图的方式, 但是谱图诊断缺乏故障信号, 无法准确判断故障类型, 因此工业领域内将神经网络引入到离心压缩机故障诊断中。

SOM根据离心压缩机的运行, 构成了分析与竞争同时存在的诊断系统, 当离心压缩机出现运行故障时, SOM会主动判断故障的属性, 由于属性之间的神经元具有权值连接, 所以神经元存在控制作用[2]。SOM神经网络为诊断离心压缩机的故障, 创建输入层, 通过输入层判断离心压缩机对外界因素的反应。离心压缩机潜在的故障对SOM神经网络存在干预性, 影响原本设定的参数, 导致参数部分出现明显的异同, 而SOM神经网络将故障信息做为判别条件, 输入到神经网络系统内, 便于快速诊断出离心压缩机的故障。

三、基于小波分析的离心压缩机故障诊断

小波分析是除神经网络以外, 离心压缩机故障诊断的另外一种方式, 同样具备准确诊断的能力。小波分析在离心压缩机故障诊断中的原理是利用小波变换的过程, 处理离心压缩机的故障信号, 其在故障诊断方面有一个明显的优势, 即:实现局部诊断, 缩小故障识别的范围, 提高故障检修的准确度。分析小波分析在离心压缩机故障诊断中的应用, 如下。

1. 小波分析的网络结构

小波分析在离心压缩机故障诊断中同样可以形成神经网络结构, 描述压缩机的基本特性。小波分析获取离心压缩机潜在的故障信息后, 会调节参数, 与预先设定的相吻合, 待参数调节完成后, 小波分析逐步降低输入值, 层次性分解离心压缩机传递出的故障信号, 准确判断离心压缩机的故障[3]。例如:离心压缩机表现出故障特征后, 小波分析会将故障信息传达出的参数划分成三个层次, 完成神经网络结构的构建, 第一层是输入层, 主要是小波变换后, 在离心压缩机内获取的故障参数, 具有明显的特征向量;第二层是输出层, 用于形成故障诊断的模型, 体现小波分析神经网络结构的分析作用;第三层是隐含层, 此部分的神经元数目比较多, 构成了复杂的网络结构, 在小波分析故障诊断中发挥评估与评价的作用, 明确诊断出离心压缩机的故障。

2. 小波分析的诊断算法

小波分析在离心故障中的诊断算法, 用来比对预设与实际数据, 同时将两者的误差做为目标函数的根本, 适当调整诊断结果, 促使其满足小波分析的调整条件, 以此来诊断出故障结果。小波分析的诊断算法可以分为两个部分, 分析如: (1) 前向计算, 按照小波神经网络的计算起点, 逐层推进计算, 此算法流程中, 必须确定前一层的数据信息后, 才能进行后一层的输出, 保障数据传播阶段的准确性, 避免遗漏离心压缩机的故障信息, 前向计算在小波分析的诊断算法中, 属于前向传播, 具备准确计算的优势, 规避故障诊断算法中不确定的影响因素; (2) 权值调整, 此流程部分需要以输出层为起点, 根据小波分析之间的计算层次, 依次执行权值计算, 在此基础上, 调整权值的数据, 其与前向计算存在明显的不同, 小波分析将此部分诊断算法定义为反向传播, 用于规避计算中的误差。

结束语

分析离心压缩机的故障时可以得出, 其在工业运行中具有多样化的表现, 增加了故障诊断的压力。离心压缩机的故障诊断, 基本采用的是科技含量比较高的诊断技术, 通过准确的诊断, 识别离心压缩机中的故障, 控制其在工业生产中的运行状态, 发挥离心压缩机的工作优势, 进而优化离心压缩机工业生产的环境, 提高效益能力。

摘要：离心压缩机是工业运营发展的重点设备, 由于离心压缩机的结构较为复杂, 所以其在运行中较容易出现故障, 干扰正常的运行效果。离心压缩机需要准确的故障诊断方法, 以此来强化离心压缩机的运行, 实际故障诊断的方法比较复杂, 在诊断过程中具备多项要求。因此, 本文以离心压缩机为研究对象, 分析故障诊断的方法。

关键词：离心压缩机,故障诊断,小波分析