[发明专利]压缩机旋转失速的监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种压缩机旋转失速的监测方法及装置，涉及设备故障诊断技术领域，主要目的在于能够在压缩机实际运行过程中，基于压力脉动信号对压缩机旋转失速进行准确且有效地监测。所述方法包括：在压缩机实际运行过程中，实时采集压缩机的叶轮入口、出口的压力脉动信号；对采集的压力脉动信号进行傅里叶变换分析，带通滤波以及包络解调分析，检测叶通频两侧是否出现调制现象；若是，则提取包络解调后频谱中低频范围内的特定特征频率，并在压力脉动信号频谱中将特定特征频率与叶轮工作的转速频率进行对比；若特定特征频率的幅值大于预设倍数的所述转速频率的幅值，则确定所述压缩机发生旋转失速。本发明适用于压缩机旋转失速的监测。

技术领域

本发明涉及设备故障诊断技术领域，特别是涉及一种压缩机旋转失速的监测方法及装置。

背景技术

随着现代工业生产的高度发展，压缩机得到了广泛使用和发展，在国民经济尤其是整个重工业体系中占有十分重要的地位。压缩机有时因为操作点远离它的设计工况，气流压缩产生不稳定流动，引起机器流通道和管道内的气流压力脉动，从而导致机器和管道的强烈振动，同时会造成机器零件与管道的疲劳破坏，产生了一系列严重后果。这种气流不稳定现象主要是由三方面的原因引起的，即旋转失速、不稳定的进口涡流以及喘振，其中以旋转失速引起的故障较为常见。

旋转失速是一种局部扰动诱发的不稳定流动，它不但会减小压缩机的通流面积，限制机器的稳定工作范围，影响运行的可靠性，使压缩机性能大为恶化，更严重时甚至会引起压缩机叶片剧烈振动以致叶片断裂而造成巨额经济损失。

目前，通过数值模拟仿真的方式，无法准确获取旋转失速的相关频谱特征，以致于无法对压缩机旋转失速进行有效且准确地监测，因此如何结合生产实践，在压缩机实际运行过程中对旋转失速进行有效监测，已经成为当前亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种压缩机旋转失速的监测方法，主要目的在于能够在压缩机实际运行过程中，基于压力脉动信号对压缩机旋转失速进行准确且有效地监测。

依据本发明一个方面，提供了一种压缩机旋转失速的监测方法，包括：

在压缩机实际运行过程中，实时采集所述压缩机的叶轮入口、出口的压力脉动信号；

对采集的压力脉动信号进行傅里叶变换分析，得到压力脉动信号频谱和叶轮工作的转速频率；

通过对所述压力脉动信号频谱中的叶通频进行带通滤波以及包络解调分析，检测叶通频两侧是否出现调制现象；

若是，则提取包络解调后频谱中低频范围内的特定特征频率，并在所述压力脉动信号频谱中将所述特定特征频率与所述转速频率进行对比；

若所述特定特征频率的幅值大于预设倍数的所述转速频率的幅值，则确定所述压缩机发生旋转失速。

依据本发明另一个方面，提供了一种压缩机旋转失速的监测装置，包括：

采集单元，用于在压缩机实际运行过程中，实时采集所述压缩机的叶轮入口、出口的压力脉动信号；

分析单元，用于对采集的压力脉动信号进行傅里叶变换分析，得到压力脉动信号频谱和叶轮工作的转速频率；

检测单元，用于通过对所述压力脉动信号频谱中的叶通频进行带通滤波以及包络解调分析，检测叶通频两侧是否出现调制现象；

提取单元，用于若所述检测单元检测叶通频两侧出现调制现象，则提取包络解调后频谱中低频范围内的特定特征频率；

对比单元，用于在所述压力脉动信号频谱中将所述特定特征频率与所述转速频率进行对比；

确定单元，用于若所述特定特征频率的幅值大于预设倍数的所述转速频率的幅值，则确定所述压缩机发生旋转失速。