一种新的监测往复压缩机活塞杆下沉量的模型算法.docx

《一种新的监测往复压缩机活塞杆下沉量的模型算法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种新的监测往复压缩机活塞杆下沉量的模型算法.docx（6页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、1引言往复压缩机结构复杂、易损件多，故障率一直居高不下，尤其支撑环活塞环磨损、活塞拉缸、十字头抱死等故障也并未得到有效遏制。因此，获取关键信息数据，建立科学有效的计算模型，精准预测失效位置及严重程度，对机组长周期安全运行至关重要。笔者在前人研究成果的基础上，结合多年实践研究，对目前行业普遍采用的活塞杆沉降计算模型进行优化，并在工程实践中得到验证。2目前行业计算模型至今国内外大多数大型往复压缩机活塞杆上部或下部加装了电涡流传感器，来监测数据变化，已有很多专家学者对机组故障特征提取做了大量的研究工作，并在实践中得到广泛应用。美国石油协会在2OO7年颁发的API618标准6.3.1和C.3.3中明确

2、提到卧室往复压缩机活塞杆水平和垂直冷态径向跳动偏差范围在行程的土O.015%之内盘车试验刻度盘指示器活塞杆水平（侧向）径向跳动不应超过0.064mm,不考虑行程长度考虑到可能造成轻微平行偏移或角偏差的所有零件的几何和配合公差，加上或减去行程许用限值的0.015%。同时，该标准中图C-4对活塞杆重力产生的挠度在千分表处的几何变形进行了专利计算；标准中C.4.5还提到在正确对中条件下并无活塞杆下沉，垂直活塞杆径向跳动非常接近一个成比例的直角三角形关系，其公式如下。行程径I向跳动活塞杆长度一卜沉差该模型公式未考虑十字头滑履磨损，因此与实际情况存在一定偏差。但实践研究表明，由于该方法考虑的要素较少，模

3、型未考虑十字头滑履磨损，未考虑拉缸时支撑环临界磨损余量，在确定11、12时也未明确活塞的具体位置，因此测算A值与实际检修偏差较大，只能简易计算支撑环磨损的大致情况。计算模型如下:首先测量十字头和支撑环到传感器的长度11、12,通过电涡流传感器测量活塞杆下沉数值B,通过相似三角形原理，计算公式如下(1)(2)Z11+1r计算得到支撑环实际磨损量图1目前往复压缩机支撑环磨损计算模型3计算模型改进基于上述模型，在不考虑活塞杆重力产生的挠曲变形和十字头垂直方向的交变载荷对活塞杆的影响，假设活塞杆绝对水平，以传感器与活塞杆的相对运动，确定远死点和近死点的具体位置，考虑拉缸时支撑环临界磨损余量，将13延长

4、至活塞端面，重新确定了11、12、13的长度，建立图2所示的计算模型。通过状态监测系统的电涡流传感器采集活塞杆全行程的运动间隙，形成36O。活塞杆沉降波形，根据监测数据提取特征值。特征值1：下沉量，取其运动间隙波形的平均值，即信号直流量y。P=-X0+Xb（4）4计算方法及步骤鉴于初始状态非理想水平状态，一般存在倾斜，因此将磨损前的稳定状态1定义为磨损前初始状态，将磨损后的稳定状态2定义为磨损后稳定状态，考虑十字头滑履磨损对特征值的影响，建立图3所示计算模型。稳定状态（磨损前）稳定状态（磨损后）图2改进后的往复压缩机支撑环磨损计算模型（理想状态下）理想状态基准线稳定状态1（磨损前）稳定状态2（

5、磨损后）图3改进后的往复压缩机支撑环磨损计算模型（实际状态下）4.1计算AXa和AXb针对活塞杆磨损前后的稳定状态，列出其特征值，推导求解电涡流传感器在远死点、近死点的变化量AXa和AXb。稳定状态1的特征值(5)(Xa+Z)/1=-OPI=-Xa+3(6)稳定状态2的特征值(X+Xo+X6+X6)EJz=5p2=-X-XX6+X6联合公式(5)(8)推导出(XoX6)Vi%=0Pi-Pi=-AX。+X6联合公式(9)、(10)求解出AY(P2-P)AXa=y2-J1-7(，2-PJ7(8)(9)(10)(H)(12)4.2计算AXi和AXj参照相似三角形原理，列出比例恒等式，推导求解出十字头

6、滑履、活塞支撑环的变化量AXi和AXjo1?1+1n-AXa+AXrAx14七联合公式(11)(14)求解出1r1)+1y(15)(16)O,此时活塞V1=y2-%-3+DS?-PI)AXjf-Ji-(V+J1),3-P1)由此可见，当压缩机十字头滑履未发生磨损时，AXi支撑环磨损量AXj二112(p2-p1),其公式与AP工618标准C.4.5推荐的一样。5结语笔者采用该计算模型对22台往复压缩机运行情况进行实时监测，已先后发现了十字头滑履磨损、十字头销报死、支撑环和活塞环磨损等3O余起故障，不仅提高了支撑环磨损的计算精度，而且还能及时发现了十字头存在的问题，在工程实践中得到充分验证，期望该技术能在行业中得到推广应用。