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[摘 要]本文对往复式压缩机的工作原理和工作程序等做了实地探究考察，发现复式压缩机在工作过程中可能出现的故障，对这些故障的出现原因及解决方法进行分析研究，将常用的故障诊断方式列举在文中，为往复式压缩机的当前使用和未来发展前景做出分析预测。
[关键词]往复式压缩机；故障诊断；分析；展望
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0008-01
1 往复式压缩机工作原理
往复式压缩机是容积式压缩机的一种，利用高静压力，可以使一定容积内的气体，经过压缩后，顺利吸入或排放出某个密闭的空间，用曲轴和连杆相互联系，用连杆联系活塞上下运动。运动过程中，缸内气体的实际容積发生一定的改变，活塞运动方向朝下，则增大缸内气体容积，此时进气阀打开，同时关闭排气阀，于是空气被吸入缸内，一个进气过程得以完成；如果活塞运动方向朝上，则气缸内的容积缩小，此时应打开出气阀，同时保持进气阀关闭，一个气体压缩过程就此完成。
2 往复式压缩机故障的种类及原因
往复压缩机拥有相对复杂的结构组织、内部部件极其容易损耗，导致故障的经常性出现。因此往复压缩机会由于各种原因出现非正常停机状况。导致这种状况出现的原因中，气阀、填料密封、活塞环是最容易导致往复式压缩机出现工作故障的三个主要部件，但是同时曲轴、连杆、十字头、活塞杆等依靠动力传动的部件出现事故的可能性较弱，但是一旦出现问题，都会酿成不可预估的后果。往复式压缩机组在日常生产过程中，热力学特征出现数据异常的问题，是整个压缩机组出现问题的重要原因之一。在设备的运行过程中，气缸的吸气和排气功能出现障碍导致吸气或排气的不顺、排气过程中温度过高、排气总量低于正常数值、压力比产生较大变化等一系列问题，甚至在某些机械的故障中，表现之一也是热力学参数异常。
2.1 热力性能引起的往复式压缩机故障
伴随往复式压缩机使用次数增多，使用时间增加，压缩机工作状态下可能会出现排气量减小、热力系统内部的温度和压力数值变化超出正常范围等情况。其中，排气量不足的问题可能是由于往复式压缩机的热力系统或是气阀等出现设备异常，或者排气管道路线发生泄漏情况；而热力系统内部的压力变化超过普通情况下的数值变化范围，可能是压力表被损坏、油路存在异物或是水压出现问题等情况造成，热力系统内部温度数值的变化超过普通状态下数值变化范围，可能由于气缸上端出现裂缝、气阀的气密性下降等一些列情况造成。针对以上问题以及出现问题的原因，相关技术工作者必须对往复式压缩机的热力系统的气阀、活塞组件、气缸等零部件进行气密性监测，根据检测结果采取相应措施来修复机器使之重新继续正常工作。
2.2 机械功能引起的往复式压缩机故障
往复式压缩机随着使用时长的加长，其零部件的功能会有部分损耗，严重的甚至影响机器的正常工作使用，很难发挥往复式压缩机的正常作用，也不利于企业的大量生产创新工作的进一步开展，对企业的效率提升及效益创收产生很大消极影响。
2.3 振动引起的往复式压缩机故障
如果压缩机内部机械零件磨损过于严重，那么在工作过程中会出现异常的振动情况，异常响声是由于阀组的穆笋过于严重以及活塞出现一系列故障造成；往复式压缩机一旦出现过热现象，极有可能是由于机器设备连续使用过长时间，导致设备散热不均，气缸、活塞杆等会相应出现发烫现象。
3 往复式压缩机故障的诊断方法
往复式压缩机由于结构复杂，出现故障时，需要排查的方面较多，因此故障诊断和修理成了艰巨考验，也一直占据相关行业研究的热点。在国外，美、德、英、捷克国等学者使用检测仪器，手机压缩缸的动态曲线以及相关数据，采用小波分析等数据分析处理方法、以及事例推理、神经网络推理等一系列数据推理演绎方法；国内学者则更倾向于从理论入手，站在宏观角度发现问题、解决问题。
3.1 直接观察
上文可知，如果往复式压缩机在工作状态中发出异常声响或振动，则表明压缩机的工作出现问题，内部零件可能出现老化、磨损严重等问题。如果是有实践经验的现场工作人员，则可以通过振动、声响等信息判断故障发生的部件，有的故障源甚至连专业的故障探测机器都难以发现，但这种依靠有经验的学者进行的判断，对技术人员要求高，难度大，因此推行不易。另外，往复式压缩机设备越来越先进，直观观察无法对估测结果产生直接影响。
3.2 热力性能参数监测
对往复式压缩机的工作状态进行鉴定分析研究，其中主要方法是对热力性能的数值进行监测。热力参数主要分为温度、排气量、压力等几大类，技术人员可以通过热力参数的考察分析，找到故障出现的地点及与之对应的修理方法。
3.3 振动噪声监测
往复式压缩机投入使用后，工作状态中，压缩机表面会产生振动，随着振动有频率地发生，内部零部件的相关结构也发生相应变化，在工作状态中会产生不同工作信号。技术人员可以在机器内部安装振动传感器，根据传感器绘制的振动波形绘制实时曲线，据此判断压缩机是否发生故障以及发生何种故障。但实时曲线反应的不仅是振动波形的变化，极有可能还包括周边噪音的干扰，因此应用较少。
3.4 油液监测
往复式压缩机使用过程中，在零部件上涂抹润滑油，可以减轻部件的损毁情况。技术人员可以通过在机器内采集润滑油，经过光谱、铁谱等找到机器零部件摩擦磨损的位置以及原因。
3.5 人工智能诊断法
人工智能系统和神经网络现已投入进对往复式压缩机故障排查的诊断系统中，人工智能的使用可以有效提高工作效率，减轻其他技术人员的工作压力，提高成功率，但对相关操作人员的技术和时间能力有较高要求。
4 往复式压缩机故障诊断注意事项
4.1 设备自诊断
往复压缩机在诊断技术的使用上，需要考虑故障诊断的相关要求以及原因，诊断的关键参数必须具备自检测的能力。
4.2 信号信噪比
用对振动的考察分析是否存在故障，在诊断过程中噪声影响较大，快速找到故障源需要逐步提高信噪比，将可能对判断造成干扰的因素及影响降到最低程度。
4.3 数据准确性
往复式压缩机故障技术的关键是获得有效数据，数据能否准确获得，需要依赖传感器的选择和安装，提高诊断效率需要提高监测传感器的精确度，并且要求工作人员能够正确使用机器，逐步提高信号的精确程度。
5 结论
石油化工行业在生产建设过程中，对往复式压缩机的依赖程度高。一旦出现问题，需要维修人员采取科学高效的方法判断故障，从而确定故障发生的位置及原因，提出准确高效的解决方案，为相关产业的建设发展贡献力量。
参考文献
[1] 马建新，刘禹，张眺.浅谈往复式压缩机控制系统的组成[J].民营科技.2016（06）.
[2] 赵龙，栾忠生，刘春明.大型往复式压缩机气缸内温度场与热应力分析[J].同行.2016（05）.
[3] 鹿钦鹤，孙超，郭长滨，孙颖.往复式压缩机故障诊断方法研究[J].石化技术.2015（04）.
[关键词]往复式压缩机；故障诊断；分析；展望
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0008-01
1 往复式压缩机工作原理
往复式压缩机是容积式压缩机的一种，利用高静压力，可以使一定容积内的气体，经过压缩后，顺利吸入或排放出某个密闭的空间，用曲轴和连杆相互联系，用连杆联系活塞上下运动。运动过程中，缸内气体的实际容積发生一定的改变，活塞运动方向朝下，则增大缸内气体容积，此时进气阀打开，同时关闭排气阀，于是空气被吸入缸内，一个进气过程得以完成；如果活塞运动方向朝上，则气缸内的容积缩小，此时应打开出气阀，同时保持进气阀关闭，一个气体压缩过程就此完成。
2 往复式压缩机故障的种类及原因
往复压缩机拥有相对复杂的结构组织、内部部件极其容易损耗，导致故障的经常性出现。因此往复压缩机会由于各种原因出现非正常停机状况。导致这种状况出现的原因中，气阀、填料密封、活塞环是最容易导致往复式压缩机出现工作故障的三个主要部件，但是同时曲轴、连杆、十字头、活塞杆等依靠动力传动的部件出现事故的可能性较弱，但是一旦出现问题，都会酿成不可预估的后果。往复式压缩机组在日常生产过程中，热力学特征出现数据异常的问题，是整个压缩机组出现问题的重要原因之一。在设备的运行过程中，气缸的吸气和排气功能出现障碍导致吸气或排气的不顺、排气过程中温度过高、排气总量低于正常数值、压力比产生较大变化等一系列问题，甚至在某些机械的故障中，表现之一也是热力学参数异常。
2.1 热力性能引起的往复式压缩机故障
伴随往复式压缩机使用次数增多，使用时间增加，压缩机工作状态下可能会出现排气量减小、热力系统内部的温度和压力数值变化超出正常范围等情况。其中，排气量不足的问题可能是由于往复式压缩机的热力系统或是气阀等出现设备异常，或者排气管道路线发生泄漏情况；而热力系统内部的压力变化超过普通情况下的数值变化范围，可能是压力表被损坏、油路存在异物或是水压出现问题等情况造成，热力系统内部温度数值的变化超过普通状态下数值变化范围，可能由于气缸上端出现裂缝、气阀的气密性下降等一些列情况造成。针对以上问题以及出现问题的原因，相关技术工作者必须对往复式压缩机的热力系统的气阀、活塞组件、气缸等零部件进行气密性监测，根据检测结果采取相应措施来修复机器使之重新继续正常工作。
2.2 机械功能引起的往复式压缩机故障
往复式压缩机随着使用时长的加长，其零部件的功能会有部分损耗，严重的甚至影响机器的正常工作使用，很难发挥往复式压缩机的正常作用，也不利于企业的大量生产创新工作的进一步开展，对企业的效率提升及效益创收产生很大消极影响。
2.3 振动引起的往复式压缩机故障
如果压缩机内部机械零件磨损过于严重，那么在工作过程中会出现异常的振动情况，异常响声是由于阀组的穆笋过于严重以及活塞出现一系列故障造成；往复式压缩机一旦出现过热现象，极有可能是由于机器设备连续使用过长时间，导致设备散热不均，气缸、活塞杆等会相应出现发烫现象。
3 往复式压缩机故障的诊断方法
往复式压缩机由于结构复杂，出现故障时，需要排查的方面较多，因此故障诊断和修理成了艰巨考验，也一直占据相关行业研究的热点。在国外，美、德、英、捷克国等学者使用检测仪器，手机压缩缸的动态曲线以及相关数据，采用小波分析等数据分析处理方法、以及事例推理、神经网络推理等一系列数据推理演绎方法；国内学者则更倾向于从理论入手，站在宏观角度发现问题、解决问题。
3.1 直接观察
上文可知，如果往复式压缩机在工作状态中发出异常声响或振动，则表明压缩机的工作出现问题，内部零件可能出现老化、磨损严重等问题。如果是有实践经验的现场工作人员，则可以通过振动、声响等信息判断故障发生的部件，有的故障源甚至连专业的故障探测机器都难以发现，但这种依靠有经验的学者进行的判断，对技术人员要求高，难度大，因此推行不易。另外，往复式压缩机设备越来越先进，直观观察无法对估测结果产生直接影响。
3.2 热力性能参数监测
对往复式压缩机的工作状态进行鉴定分析研究，其中主要方法是对热力性能的数值进行监测。热力参数主要分为温度、排气量、压力等几大类，技术人员可以通过热力参数的考察分析，找到故障出现的地点及与之对应的修理方法。
3.3 振动噪声监测
往复式压缩机投入使用后，工作状态中，压缩机表面会产生振动，随着振动有频率地发生，内部零部件的相关结构也发生相应变化，在工作状态中会产生不同工作信号。技术人员可以在机器内部安装振动传感器，根据传感器绘制的振动波形绘制实时曲线，据此判断压缩机是否发生故障以及发生何种故障。但实时曲线反应的不仅是振动波形的变化，极有可能还包括周边噪音的干扰，因此应用较少。
3.4 油液监测
往复式压缩机使用过程中，在零部件上涂抹润滑油，可以减轻部件的损毁情况。技术人员可以通过在机器内采集润滑油，经过光谱、铁谱等找到机器零部件摩擦磨损的位置以及原因。
3.5 人工智能诊断法
人工智能系统和神经网络现已投入进对往复式压缩机故障排查的诊断系统中，人工智能的使用可以有效提高工作效率，减轻其他技术人员的工作压力，提高成功率，但对相关操作人员的技术和时间能力有较高要求。
4 往复式压缩机故障诊断注意事项
4.1 设备自诊断
往复压缩机在诊断技术的使用上，需要考虑故障诊断的相关要求以及原因，诊断的关键参数必须具备自检测的能力。
4.2 信号信噪比
用对振动的考察分析是否存在故障，在诊断过程中噪声影响较大，快速找到故障源需要逐步提高信噪比，将可能对判断造成干扰的因素及影响降到最低程度。
4.3 数据准确性
往复式压缩机故障技术的关键是获得有效数据，数据能否准确获得，需要依赖传感器的选择和安装，提高诊断效率需要提高监测传感器的精确度，并且要求工作人员能够正确使用机器，逐步提高信号的精确程度。
5 结论
石油化工行业在生产建设过程中，对往复式压缩机的依赖程度高。一旦出现问题，需要维修人员采取科学高效的方法判断故障，从而确定故障发生的位置及原因，提出准确高效的解决方案，为相关产业的建设发展贡献力量。
参考文献
[1] 马建新，刘禹，张眺.浅谈往复式压缩机控制系统的组成[J].民营科技.2016（06）.
[2] 赵龙，栾忠生，刘春明.大型往复式压缩机气缸内温度场与热应力分析[J].同行.2016（05）.
[3] 鹿钦鹤，孙超，郭长滨，孙颖.往复式压缩机故障诊断方法研究[J].石化技术.2015（04）.