国家标准 GB/T41099一2021 往复活塞压缩机监测系统规范 Speeifieationsformonitoringsystemforreeiproceatingcompressors 2021-12-31发布 2022-07-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花警理委员会国家标准
GB/T41099一2021 目次前言范围规范性引用文件术语和定义通用要求监测要求监测软件信号处理与特征提取参数报警与分析诊断监测分析报告附录A(资料性》监测信号正常范围附录B(资料性常用传感器测点配置方案附录c(资料性》常用传感器测点安装布置方案附录D(资料性监测特征参数计算方法附录E(资料性常见故障监测特征对照表 16 附录F(资料性监测分析报告模板参考文献 18 图C.1常用传感器测点布置示意图 ll 图c.2十字头滑道外壳振动传感器测点布置示意图 12 图C.3曲轴箱振动传感器测点布置示意图 12 图C.4活塞杆偏移传感器测点布置示意图 13 图C.5气缸振动与动态压力传感器测点布置示意图 13 图D.1活塞杆轴心轨迹计算图 15 表1监测类别、传感器安装位置、传感器选择、信号采集方式及报警表2传感器基本参数表3监测软件可视化分析诊断功能表A.1监测信号正常参考范围表B.1具备十字头,活塞杆结构的往复活塞压缩机标配传感器测点配置表B.2不具备十字头、活塞杆结构的往复活塞压缩机标配传感器测点配置表B.3具备十字头、活塞杆结构的往复活塞压缩机选配传感器测点配置 10 表B.4不具备十字头、活塞杆结构的往复活塞压缩机选配传感器测点配置 1l 表C.1传感器推荐安装方式 16 表E.1常见故障监测特征对照表
GB/41099一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由机械工业联合会提出本文件由全国压缩机标准化技术委员会(SAC/Tc145)归口本文件起草单位:合肥通用机械研究院有限公司、北京化工大学、沈阳鼓风机集团往复机有限公司、中石化广州工程有限公司、无锡压缩机股份有限公司,浙江强盛压缩机制造有限公司、北京博华信智科技股份有限公司、沈阳申元自动化科技有限公司本文件主要起草人;张进杰、钱则刚、任芳、孟文惠、杨成炯、江志农,尚勇军、曹君、于晓昆、李立盛晓尘、王利兵,邓化科.刘腿志
GB/41099一2021 往复活塞压缩机监测系统规范范围本文件规定了往复活塞压缩机监测系统(以下简称监测系统)的术语和定义、通用要求、监测要求、监测教件、信号处理与特征提取、参数报警与分析诊断、监测分析报告本文件适用于往复活塞压缩机的监测系统规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB3836.1爆炸性环境第1部分:设备通用要求 GB/T20921机器状态监测与诊断词汇术语和定义 GB/T20921界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 往复活塞压缩机监测reeipreatingcompressormonitoring 通过数据采集设备,采用在线、离线等方式采集往复活塞压缩机键相、振动、偏移、温度、压力等信号,经过滤波、放大、特征提取等一系列数据处理,获得往复活塞压缩机运行状态特征参数,存储于数据处理与存储设备,实现往复活塞压缩机运行状态的监测、分析 3.2 整周期数据采集thewholeeyeledataacquisiton 按照往复活塞压缩机周期性工作进行数据采集,数据的长度对应一个或多个往复活塞压缩机工作循环 3.3 键相监测keyphasemonitoring 通过在往复活塞压缩机曲轴或飞轮上粘贴金属块或加工键相槽,监测往复活塞压缩机曲柄转角和各缸活塞位置的基准方位信号 3.4 全通道同步数据采集synchronousdataacquisitioofallchannels 单个或多个数据采集设备的所有采集通道按照统一指令同步完成数据采集 3.5 连续数据采集contimuousdataacquisitionm 按照某个采样率,连续不遗漏地进行数据采集,实现往复活塞压缩机连续工作循环振动、偏移、转速等信号的监测
GB/T41099一2021 3.6 间隔数据采集interyaldataacquisition 按照某个采样率和固定的间隔时间.进行数据采集,实现间隔时间段内往复活塞压缩机单个或多个工作循环振动、偏移、转速等信号的监测 3.7 活塞杆偏移监测pistonroddisplacementdeviationmonitoring 在与活塞杆中心轴线垂直的方向上安装电涡流传感器,监测活塞杆运动过程中的偏移信号 3.8 活塞杆轴心轨迹监测pistonrodaxesorbitmonmitoring 通过监测活塞杆偏移的电涡流传感器,监测与活塞杆中心轴线垂直且夹角为90"的两个方向的偏移信号,计算获得活塞杆多个截面几何中心的运动轨迹 3.9 曲轴箱振动监测crankeasevibrationmomitoring 通过加速度或速度传感器监测曲轴箱壳体振动信号 3.10 crosshead 1sule 十字头滑道外壳振动监测 vibrationmomitoring husing 通过加速度传感器监测十字头滑道外壳体振动信号 3.11 气缸动态压力监测eylinderdynamicpressuremonitoring 通过压力传感器监测缸体工作腔内部瞬态压力信号 3.12 气缸振动监测eylindervibrationmoitoring 通过加速度传感器监测气缸外壳体轴向、水平径向、垂直径向振动信号 3.13 频率响应frequeneyresponse 用来描述传感器等仪器设备对不同频率信号的处理能力及差异 3.14 气量无级调节系统steplesscapaeityadljustmentsystem 通过改造进气阀或气缸等部件,实现往复活塞压缩机排气量无级调节的综合控制系统 3.15 数据通信datacommunications" 往复活塞压缩机不同系统间的数据传输和交换,可采用标准通信协议或自定义协议,可包括网络通信、串口通信等 3.16 机组概貌图oerviewgraphofequipment 展示机组整体外形结构简图,并在该图上显示机组监测参数的实时变化,完成报警提示等功能 3.17 数据采集设备dataacquisitionequipment 从传感器或其他待测设备中,自动采集非电量或电量信号,传输至上位机中进行分析处理的设备 3.18 essurectime P-！图pre graph 将压缩机工作腔内气体压力的变化表示为压缩机运行时间的函数的图形
GB/41099一2021 3.19 p-V图pressure-olumegraph 将压缩机工作腔内气体压力的变化,表示为工作腔容积的函数的图形 3.20 p-0图pressurc-erankanglegraph 将压缩机工作腔内气体压力的变化,表示为曲柄转角的函数的图形 3.21 曲柄转角erankangle 曲柄所转过的角度 [来源:JB/T9107一2015,4.49] 3.22 不间断电源uninterruptiblepowersuppl UPS电源含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的连续供电电源,用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断的电力供应 3.23 分布式控制系统distributedcontrolsystem DCS系统以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中,兼顾分而自治和综合协调的设计原则的仪表控制系统 3.24 企业资源计划系统enterpriseresoureplanningsystem ERP系统将企业内部以及企业外部供需链上所有的资源与信息进行统一管理的系统通用要求 4.1除本文件规定的设备及测量方法外,不排斥使用其他同等精度或更高精度的设备及测量方法所有会影响信号采集的检验、,测量、处理设备及装置,均应定期或在使用前对照已检定的符合相应国家标准的设备进行校验 4.2监测系统可选择但不限于键相、十字头滑道外壳振动、曲轴箱振动、活塞杆偏移、进气阀阀腔温度、排气阀阀腔温度、气缸振动、气缸动态压力,进排气温度,进排气压力等信号的监测 4.3各类传感器应安全、准确、可靠,且其安装不应对机组正常运行造成不良影响 4.4所有电气设备、仪表、元件及材料的选择与安装都应适用于规定的电气危险场所分类,并符合 GB3836.1的要求 4.5传感器至数据采集设备之间的信号回路应保证连接正确、可靠,信号回路调试与数据一般性判断参见附录A的规定 4.6数据采集设备应具备第三方准确性、可靠性测试证明材料,包括但不限于高低温工作试验,高低温贮存试验、电磁兼容性试验、可靠性试验、振动试验等监测系统应满足与DcS系统,ERP系统、气量无级调节系统,设备管理平台进行状态控制信号和 4.7 监测数据交互的需求,同时不应对上述系统的正常运行造成不良影响
GB/T41099一202 4.8监测系统应包含可视化的分析诊断软件,对机组运行状态进行分析与故障诊断 4.9监测系统应配备UPs电源,以保证监测系统长期稳定运行监测要求 5.1传感器测点布局 5.1.1监测系统传感器测点的配置、安装及布置方案参见附录B与附录C 5.1.2传感器测点数量取决于机组大小,机械结构及气缸、气阀数量,且应根据往复活塞压缩机的结构特点和特性参数进行合理有效配置 5.1.3监测类别、传感器安装位置、传感器选择、信号采集方式及是否报警宜按表1的规定表1监测类别传感器安装位置、传感器选择、信号采集方式及报警是否序号监测类别传感器安装位置传感器选择信号采集方式报警由机组设计制造、构建控制由机组设计制造、构由s系统或其他是常规工艺监测系统需求确定建控制系统需求确定控制系统通信数据曲轴或与曲轴连接的飞轮、接近开关传感器或电否键相监测传动轴、齿轮盘、联轴器等原始信号采集涡流传感器旋转部件十字头滑道外壳振动十字头滑道外壳体加速度振动传感器原始信号采集是监测曲轴箱与气缸相连的侧面，加速度振动传感器或曲轴箱振动监测原始信号采集采用对角线布置速度振动传感器每个气缸填料丽与曲轴箱之间可见活塞杆的位置,宜电涡流传感器是活塞杆偏移监测原始信号采集选择主填料函外侧进气阀阀腔温度监测进气阀阀孔盖壳体铂热电阻温度传感器原始信号采集是排气阀阀腔温度监测排气阀阀孔盖壳体铂热电阻温度传感器原始信号采集气缸振动监测气缸r径向或轴向壳体加速度振动传感器原始信号采集是气缸动态压力监测气缸示功孔动态压力传感器原始信号采集 5.2传感器安装要求 5.2.1粘贴、磁力吸附、螺纹固定、焊接等各种安装方式均应保证传感器及其他设备安装的强度与可靠性,不应发生脱落、松动等故障 5.2.2监测传感器安装不应影响机组的支撑刚度和高压气体的密封性 5.2.3监测传感器安装位置应根据机组结构、监测需求及用户要求进行合理选择 5.2.4气缸卧式布局的机组,活塞杆偏移传感器安装角度宜包括竖直与水平两个方向;气缸立式布局的机组,活塞杆偏移传感器安装角度宜包括与活塞杆轴线垂直且夹角为90°的两个方向
GB/41099一2021 5.3传感器参数要求传感器基本参数要求宜按表2的规定表2传感器基本参数序号传感器类型基本参数要求测量范围;不小于士5og峰值; 加速度振动传感器频率响应范围(土3dB):0.5Hz10000Hz 测量范围;不小于士100 /s峰值 mm/s 速度振动传感器频率响应范围(士3dB):3Hz3000Hz 测量范围:不小于4mm; 电涡流传感器标准线性偏差;小于士0.1 mm; 频率响应范围(0dB,一3dB):0Hz8000Hz 额定检测距离:;不小于8mm 接近开关传感器开关频率;0Hz~1500H 耐压范围;满足气缸工作压力范围动态压力传感器精度要求;不超过量程的士0.5% 5.4数据采集设备基本性能要求 5.4.1数据采集设备宜选择在线监测模式 5.4.2数据采集设备应支持全通道同步数据采集、连续数据采集、间隔数据采集单个采集通道最高采样率应不低于10kHz;全通道同步数据采集时所有通道的数据同步时间差应不大于40" 1S 5.4.3 数据采集设备每个信号通道的模数转换精度应不低于1位 5.4.4数据采集设备应具备网络通信故障下继续数据采集和存储的功能 5.4.5数据采集设备的信号通道应可进行模块化组合化组合,模块化组合应至少包括加速度振动信号通道、速度振动信号通道、位移信号通道、键相信号通道、温度信号通道,动态压力信号通道 5.4.6当应用环境存在防爆要求时,数据采集设备至传感器之间的完整信号回路应符合现场防爆区域要求;在线数据采集设备应具备安装在往复活塞压缩机旁防爆型机柜或防爆箱内进行使用的能力 5.4.7数据采集设备应具备直接接人加速度振动传感器、电涡流传感器,速度振动传感器、铂热电阻温度传感器、接近开关传感器、动态压力传感器的能力,应满足对各类传感器频率响应范围内最大输出信号进行采集的要求在传感器频率响应范围内,设备的温度采集误差应小于士2C,其他类型信号采集误差应小于信号量程的土2% 5.5数据处理与存储设备基本性能要求 5.5.1数据处理与存储设备硬盘容量应满足单台往复活塞压缩机在线监测数据存储不少于3年的要求 5.5.2数据处理与存储设备的中央处理器、内存,硬盘应选择同时期主流配置监测软件 6.1监测软件应包括但不限于数据采集软件、数据通信软件、数据管理软件,故障报警软件,数据分析
GB/T41099一202 诊断软件,数据库软件 6.2监测软件应具备完整的数据通信接口功能,并可与DCS系统、,ERP系统、气量无级调节系统、设备管理平台进行数据通信 6.3监测软件应可进行测点组态,配置设定测点名称、测点位号、测点采样率、测点采样点数、测点传感器类型、测点安装位置、通道滤波参数、报警门限值,并允许修改监测软件应支持连续数据采集和间隔数据采集模式,并可修改数据采集模式,保证每组实时数据的刷新速率不超过5s 对于快速变化的瞬态故障信号,可自动进行所有测点的连续整周期数据采集和存储 6.5监测软件应可根据具体的测点配置进行数据库信息匹配,并可选择是否进行报警和存储数据 6.6监测软件宜可修改各测点报警方式.包括但不限于过线报警、缓变趋势报警、快变趋势报警;宜具备声光报警、短信报警,邮件报警等多种报警展示方式;宜具备在数据反复穿越报警线时进行报警策略优化,不重复报警的能力监测软件可视化分析诊断功能宜按表3的规定 6.7 表3监测软件可视化分析诊断功能序号功能名称功能作用显示机组整体外形结构和各测点实时与历史数据,包括机组运行时间、机组转机组概貌图速,振动偏移,温度等监测参数数值运行状态分析在同一界面显示各种测点特征值历史或实时趋势,分析机组运行状态变化规律振动监测分析显示各振动测点的实时与历史特征值趋势,波形、频谱,可进行整周期信号分析显示活塞杆偏移测点的实时与历史特征值趋势、波形、频谱,可进行整周期信号活塞杆偏移监测分析分析针对曲轴箱振动、十字头滑道外壳振动、气缸振动、活塞杆偏移等测点,可比较历史数据比较分析单个测点在不同时刻的波形,也可对同类测点中的多个不同测点进行同一时刻波形比较分析可在同一界面下,对横坐标相同的整周期曲轴箱振动波形、十字头滑道外壳振多参数分析动波形、气缸振动波形、活塞杆偏移被形等进行同步分析活塞杆轴心轨迹监测分析可分析每个工作循环内的活塞杆轴心轨迹变化情况,绘制三维轴心轨迹波形图 -！可显示气缸动态压力测点的实时与历史特征值趋势,波形,可绘制/！图、气缸动态压力监测分析图、p0图可自动诊断往复活塞压缩机气阀泄漏、活塞组件磨损、活塞杆断裂、撞缸等常见故障自动诊断故障信号处理与特征提取 7.1监测系统应基于键相信号,完成十字头滑道外壳振动,曲轴箱振动,活塞杆偏移、气缸振动、气缸动态压力等信号的处理和特征提取 7.2十字头滑道外壳振动、气缸振动等加速度振动信号应提取整周期加速度振动峰值、曲柄转角0°~ 360"分段加速度振动峰值、频率特征等参数 7.3曲轴箱振动测点信号应提取整周期振动速度有效值、频率特征等参数
GB/41099一2021 7.4活塞杆偏移测点信号应提取整周期活塞杆偏移平均值、整周期偏移峰峰值,曲柄转角0'~360"分段偏移峰峰值、频率特征等参数 7.5气缸动态压力测点信号应提取压力平均值、压力最大值、压力变化率等参数 7.6信号采集与处理的方式在正常状态下可采用间隔数据采集,在故障和报警情况下宜采用连续整周期数据采集,并实现机组监测数据自动加密存储 7.7上述特征参数的计算方法可参考GB/T19873.1,GB/T19873.2,GB/T23714与GB/T25742.1，关键特征参数计算方法参见附录D. 参数报警与分析诊断 8.1各类监测参数报警值一般按国家标准或压缩机制造商推荐限值进行设定 8.2监测参数若无相应国家标准或压缩机制造商推荐限值参考,可根据机组历史正常与故障运行数据进行设置,即根据机组故障状态下不同参数特征值大小,设置相应的放大倍数Y,取机组正常状态下不同参数特征值大小乘以Y,作为该监测参数特征值报警眼值放大倍数Y应根据机组运行负荷,采用数据自学习或人工设定等方式进行选择 8.3应通过在线监测软件的各类分析图谱,对往复活塞压缩机监测参数的时域、频域,角域信号特征进行分析,对照故障机理和故障特征变化规律,进行分析诊断分析珍断过程可通过人工完成,也可通过故障自动珍断功能完成,自动诊断结果可为人工分析诊 8.4 断提供参考 8.5故障分析诊断过程可参考GB/T22393,GB/T22394.1与GB/T23713.1 常见故障与特征对应关系参见附录E 监测分析报告 9.1监测分析报告可由监测软件自动生成或由人工撰写完成 9.2监测分析报告一般应包括标题、时间、单位、撰写人员、报告概述、机组基本信息、机组运行状态分析、报警数据分析、故障分析过程与结论、参考特征图谱等 9.3机组基本信息应包括机组名称、位号、功率、结构特征、机组概貌图等 9.4报警数据分析应包含对报警时刻及其前后时间段内数据特征变化的综合分析 9.5参考特征图谱应包括各类测点特征参数的趋势图谱、波形图谱、频率图谱等 9.6故障分析过程与结论应通过对机组正常与异常运行状态的数据分析,结合往复压缩机故障机理与故障特征进行分析诊断,给出分析过程和分析结果,指导机组停机检修 9.7监测分析报告格式参见附录F
GB/T41099一2021 附录 A 资料性) 监测信号正常范围传感器至数据采集设备间信号回路的调试、数据一般性判断参考表A.1的规定表A.1监测信号正常参考范围序号测点信号类型数据类型停机状态下参数正常范围开机状态下参数正常范围转速平均值 0r/min5r/minm 健相信号不小于50r/min 加速度振动信号加速度峰值 0m/s3m/s 不小于5m/s 速度振动信号速度有效值 0mm/s0.3mm/s 不小于0.3mm/s 活塞杆偏移信号偏移峰峰值不小于504m 0Am一50Am
GB/41099一2021 附录 B (资料性) 常用传感器测点配置方案 B.1标配传感器测点配置方案监测系统应标配的传感器测点及配置数量见表B1或表B.2 表B.1具备十字头,活塞杆结构的往复活塞压缩机标配传感器测点配置键相曲轴箱振动十字头滑道外壳振动活塞杆偏移" 机组类型序号测点数量测点数量测点数量测点数量 2列往复压缩机 3列往复压缩机 4列往复压缩机 6列往复压缩机 8列往复压缩机 10 10 10列往复压缩机气缸卧式布局的机组,监测活塞杆垂直方向的偏移信号;气缸立式布局的机组,监测与活塞杆轴线垂直方向的偏移信号表B.2不具备十字头、活塞杆结构的往复活塞压缩机标配传感器测点配置序号机组类型键相测点数量曲轴箱振动测点数量气缸振动测点数量 2列往复压缩机 4列往复压缩机 B.2选配传感器测点配置方案监测系统可选配的传感器测点及配置数量见表B.3或表B.4 表B.3具备十字头活塞杆结构的往复活塞压缩机选配传感器测点配置活塞杆偏移进气阀阀腔温度排气阀阀腔温度气缸振动气缸动态压力序号机组类型测点数量" 测点数量测点数量测点数量测点数量 2列往复压缩机所有进气阀所有排气阀所有进气阀所有排气阀 8列往复压缩机 4列往复压缩机所有进气阀所有排气阀所有进气阀所有排气阀 6列往复压缩机 12
GB/T41099一2021 表B.3具备十字头,活塞杆结构的往复活塞压缩机选配传感器测点配置(续) 活塞杆偏移进气阀阀腔温度排气阀阀腔温度气缸振动气缸动态压力序号机组类型测点数量" 测点数量测点数量测点数量测点数量所有进气阀所有排气闵 16 8列往复压缩机 10 10 2o 0列往复压缩机所有进气阀所有排气阀气缸卧式布局的机组,可监测活塞杆水平方向的偏移信号;气缸立式布局的机组,可监测与活塞杆轴线垂直且与表B.l已安装传感器夹角为90°的偏移信号表B,4不具备十字头,活塞杆结构的往复活塞压缩机选配传感器测点配置序号机组类型进气阀阀腔温度测点数量排气阀阀腔温度测点数量气缸动态压力测点数量列往复压缩机所有进气网所有排气阀 2 4列往复压缩机所有进气网所有排气阀 10
GB/41099一2021 录附 C 资料性常用传感器测点安装布置方案传感器推荐安装方式见表C.1 C.1 表c.1传感器推荐安装方式序号监测传感器安装方式键相监测传感器键相块采用粘贴安装,健相传感器采用支架安装曲轴箱振动监测传感器采用螺纹安装于曲轴箱壳体十字头滑道外壳振动监测传感器采用螺纹安装于十字头滑道外壳体活塞杆偏移监测传感器采用支架安装于主填料函外侧进气阀阀腔温度监测传感器采用磁铁吸附安装于气缸的进气阀阀孔盖上排气阀阀腔温度监测传感器采用磁铁吸附安装于气缸的排气阀阀孔盖上采用底座粘贴于气缸外壳体,传感器螺纹安装于底座气缸振动监测传感器缸动态压力监测传感器采用传感器配合截止阀,螺纹安装于气缸示功孔 C.2监测系统常用传感器测点布置见图C.1 飞轮 DP2 JDP1 曲轴箱去往数据采集设备标引序号说明键相测点曲轴箱振动测点: 十字头滑道外壳体振动测点; V1,V2 CR 活塞杆偏移测点; CY 气缸振动测点; DP1,DP2 气缸动态压力测点 B 防爆接线箱图C.1常用传感器测点布置示意图 1
GB/T41099一202 C.3 十字头滑道外壳振动传感器测点布置见图C.2. 振动传感器连杆图c.2十字头滑道外壳振动传感器测点布置示意图 C.4曲轴箱振动传感器测点布置见图C.3. 曲轴箱报动传感器连杆图c.3曲轴箱振动传感器测点布置示意图 12
GB/41099一2021 C.5活塞杆偏移传感器测点布置见图C.4 偏移传感器活塞杆偏移传感器图C.4活塞杆偏移传感器测点布置示意图 c.6气缸振动与动态压力传感器测点布置见图c.5 外倒动态内侧动态压力传感器压力传战% 活塞连杆活塞杆振动传器图C.5气缸振动与动态压力传感器测点布置示意图 13
GB/T41099一2021 附录 D 资料性) 监测特征参数计算方法整周期活塞杆偏移平均值计算方法 D.1 采集活塞杆偏移信号单个整周期波形,波形应保留电涡流传感器直流量信号,计算相应的波形 D.1.1 平均值作为该整周期活塞杆偏移平均值活塞杆偏移监测属于相对参数监测,即以传感器实时采集信号与初始安装位置时采集信号之间的差值,计算活塞杆运动位移的相对变化量 D.1.2以活塞杆竖直方向偏移值RY计算为例传感器初始安装时探头至活塞杆距离为L,传感器采集的电压为V ,则L 按公式(D.1)进行计算 L，=KV十B D.1 式中 K 传感器灵敏度; B 传感器初始偏置量某一时刻,传感器采集的电压为,则此时刻探头距离活塞杆的距离L按公式(D.2)进行计算 (D.2 =KV十B 八活塞杆竖直方向偏移值RY按公式(D.3)进行计算 RY=L一L =K(V-V. (D.3) D.1.3活塞杆水平方向偏移值RX计算方法同D.1.2 D.2整周期活塞杆偏移峰峰值计算方法采集活塞杆偏移信号单个整周期波形,波形应保留电涡流传感器直流量信号,计算波形最大值与最小值之差,作为该整周期活塞杆偏移峰峰值 D.3活塞杆偏移在曲柄转角0°360"分段偏移峰峰值计算方法将曲柄转角0"360"均分为N段,每一段内的采样点数记为M 采集活塞杆偏移信号单个整周期波形,波形应保留电涡流传感器直流量信号,将波形同样均分为N段,每一段包含点数为M,对每一段内的M个数据点计算最大值与最小值之差,作为该角度段内活塞杆偏移峰峰值 D4活塞杆轴心轨迹计算方法通过两个呈90°分布的活塞杆偏移传感器进行活塞杆轴心轨迹监测时,活塞杆轴心轨迹计算如图D.1所示 14
GB/41099一2021 活塞杆偏移传感器1 Y轴 RY; o, 活塞杆偏移传感器2 X轴 1o(0,) RX 图D.1活塞杆轴心轨迹计算图机组停机时活塞杆处于静止状态,将两个方向的偏移传感器分别安装好,以此时活塞杆轴心建立坐标系(X,Y);初始时刻,活塞杆轴心的坐标为o.(0,0) 运行一段时间后,活塞杆位置出现变动,如图中虚线圆圈表示,此时活塞杆轴心的坐标为Or,y) 活塞杆半径为R,图中RY、Rx的计算方法按 D.1.2、D.1.3 因电涡流传感器采集电压信号为负,可知当活塞杆与传感器之间距离变远时,Rx与RY 为负,反之为正由图D.1可知,活塞杆半径、活塞杆轴心坐标、活塞杆偏移值之间的关系如公式(D.4 和公式(D.5)所示: D.4 (R十RX十r)=十y==R 同理可得 D.5 工=十(R十RY一y)=R 令A=R+RX,B=RRY,将公式(D.4),公式(D.5)联立,得公式(D.6): (A十r)”十y”=R D.6 r”十(B一y)=R 求得r,y存在两组解,根据活塞杆实体结构可排除一组无效解,从而获得活塞杆轴心位置解,绘制整周期所有轴心位置解的曲线可获得整周期活塞杆轴心轨迹 15
GB/T41099一2021 录附资料性常见故障监测特征对照表往复活塞压缩机的常见故障与监测特征对应关系参见表E.1 表E.1常见故障监测特征对照表序号故障类型故障监测特征曲轴箱振动速度有效值剧烈增大十字头滑道外壳振动、气缸振动加速度波形在活塞位于气缸内外止点处存在撞缸剧烈冲击整周期活塞杆偏移平均值与峰峰值剧烈增大活塞杆轴心轨迹出现剧烈波动活塞杆断裂曲轴箱振动速度有效值剔烈增大十字头滑道外壳振动、气缸振动加速度波形在活塞位于气缸内外止点处存在剧烈冲击整周期活塞杆偏移平均值显著增大支承环严重磨损整周期活塞杆偏移峰峰值显著增大; 活塞杆紧固元件松动曲柄转角0°360`内一个或多个角度段偏移峰峰值显著增大; 活塞杆轴心轨迹出现较大波动进气阀泄漏进气阀阀腔温度绝对值显著升高排气阀泄漏排气阀阀腔温度绝对值显著升高 16
GB/41099一2021 附录资料性) 监测分析报告模板 ×公司往复活塞压缩机监测分析报告 XX 撰写单位;X×× 时间:××××年××月××日撰写人员:××X 审核人员;××× 1.报告概述 2？机组基本信息 ×××机组基本信息表机组结构特征序号机组名称机组位号机组功率机组运行情况分析 33. 4.报警数据分析 5 故障分析过程及结论 6. 参考特征图谱 17
GB/T41099一2021 参考文献 [1]GB/T19873.1机器状态监测与诊断振动状态监测第1部分:总则 [2]GB/T19873.2机器状态监测与诊断振动状态监测第2部分:振动数据处理,分析与描述 [3]GB/T22393机器状态监测与诊断一般指南 [4]GB/T22394.1机器状态监测与诊断数据判读和诊断技术第1部分;总则 [们 GB/T23713.1机器状态监测与诊断预测第1部分;一般指南 [6]GB/T23714机械振动与冲击结构状态监测的性能参数 [7]GB/T25742.1机器状态监测与诊断数据处理,通信与表示第1部分一般指南 [8]JB/T9107一2015往复压缩机术语 [9]郁永章.容积式压缩机技术手册.北京:机械工业出版社,2005 18

往复活塞压缩机监测系统规范GB/T41099-2021解读

一、规范的背景

往复活塞压缩机作为工业领域中常见的设备之一，其稳定性和安全性直接影响到生产效率和人员安全。而在使用过程中，难免会出现各种故障和问题，因此如何及时有效地监测压缩机状态成为了一个亟待解决的问题。

为了提高往复活塞压缩机的监测精度和准确度，规范化压缩机的监测和运行管理已经变得至关重要。GB/T41099-2021标准的发布正是为了解决这一问题，它适用于往复活塞压缩机的监测与诊断，旨在帮助企业降低生产成本，提高设备运行效率。

二、规范的内容

GB/T41099-2021标准的主要内容包括以下几个方面：

一般规定：介绍了规范的适用范围、术语和定义等基本信息；
监测与诊断方法：详细介绍了压缩机的监测方法和诊断过程，包括振动、温度、压力、电流等多种监测手段；
监测与诊断数据分析：对监测数据进行处理和分析，以便确定压缩机的状态和故障原因；
监测与诊断报告：对监测结果进行总结和分析，编制相应的监测报告和建议。

三、实际应用价值

GB/T41099-2021标准的发布，为往复活塞压缩机的监测与诊断提供了可靠的技术支撑，有着广泛的应用前景和推广价值。它可以帮助企业快速发现和解决问题，提高生产效率和设备稳定性，降低维护成本和安全风险，并且可以规范企业的运行管理，达到长期的可持续发展。