定相位振动分析方法在L型往复压缩机上的应用

张兴兵　李　旭　王　葳（中国石油新疆油田分公司彩南油田作业区，新疆　阜康　834000）

定相位振动分析方法在L型往复压缩机上的应用

张兴兵李旭王葳
（中国石油新疆油田分公司彩南油田作业区，新疆阜康834000）

通过应用定相位振动分析技术，很好的解决了往复式压缩机振动监测的难题，为压缩机的振动监测指引了正确的方向。

振动分析；定相位；往复式压缩机

彩南油田集中处理站集气系统目前使用的压缩机为L型双作用往复式压缩机，共计8台，主要作用是将0.2MPa左右压力伴生气提高至1.2MPa压力，后经过脱水干燥和膨胀机膨胀制冷，为后继的伴生气处理工艺提供动力源。压缩机的工作效率直接关系到整个伴生气处理系统能否正常运行，对其进行状态监测是十分必要的。

目前对L型往复式压缩机采用的日常监测手段主要是测温、测振和听音，这些传统方法是保证压缩机长期温度运行的重要手段，但随着设备老龄化严重，状态监测必须更加深入才能有效监测和预防压缩机故障的发生，由于温度监测难以深入，局限性大，所以将重点放在了振动监测上面。

一、试验阶段

首先，不能满足于单一的振动位移值监测方法，将振动频谱分析方法引入到往复式压缩机监测上面，在对驱动电机、曲轴箱的监测上能够发现明显的转动频率和谐波成分，可以做到对基础松动、对中不良进行有效监测，对于气缸的监测则很不理想，发现有偏高的峰值，但是无法计算出到底属于哪个成分，频谱分析难以继续进行。后来又尝试采集振动加速度时域波形，看到了明显的周期性信号（图1）。

由图1可知，在1s的时间内大约有7次高冲击，这与压缩机的转速是一致的，压缩机转速420r/min，通过观察冲击峰值的大小，可以判断这是缸头端排气阀打开时造成的冲击，由此判断气阀撞击的力度，但是这对于压缩机气缸的深入监测仍远远不够。

图1　缸头的振动加速度时域波形

二、应用新技术

公司邀请了北京西马力监测仪器公司的工程师来我处进行实地检验，所采用的方法仍为振动分析方法。首次在缸头端测试结果如图2所示。

从图2中发现了明显的冲击峰值，分别对应吸气阀和排气阀的开启动作，其他峰值则代表了连杆间隙等冲击信号。这样就清晰地获得了气阀开启的准确相位，如果相位提前或滞后必然说明有泄漏或气阀故障现象发生。又由连杆小头间隙等冲击信号得知了连杆小头的间隙及十字头销的磨损情况。

三、现场验证

为了实际验证其准确性，将两个存在泄漏的气阀

图2　缸头端定相位振动图形　

四、结语

振动频谱分析方法在往复式压缩机上的应用及其有限，无法对气缸进行深入监测，定相位的振动分析方法可以很直观的分析气缸内的气阀等开启动作，也可以分析其他异常故障造成的冲击信号等，在往复式压缩机监测上应用效果良好，同时也在往复式设备监测上开辟了新的思路。

换到两端吸气阀上，观察其波形变化情况，监测结果如图3所示。

通过直观的对比图发现，在存在吸气阀泄漏时，排气阀开启的相位延迟了大约5°（飞轮转动角度），同时由于缸内压力平衡改变，造成额外的冲击信号发生。

图3　更换泄漏吸气阀前后的信号对比图

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1671-0711（2015）09-0065-02

（2015-04-08）