机械工程学报

作者：李雪莹, 任鹏, 彭学院, 贾晓晗

单位：1. 西安交通大学能源与动力工程学院 西安 710049;2. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 西安 710049

关键词：压缩机,无损监测,故障诊断,加氢站,膜片；

基金：国家自然科学基金(51876155)和内蒙古自治区科技重大专项(2020ZD0022)资助项目。

氢气压缩机的频繁故障给加氢站带来了高昂的运维费用以及巨大的时间和人力成本。为减少非计划停机、避免发生灾难性事故，压缩机的实时状态监测和故障诊断是氢安全系统发展的必然方向。提出一种基于油-气压“伴随”关系的隔膜压缩机故障诊断方法，并揭示该关系破坏导致膜片破裂的故障机理：过高的油-气压差会驱使膜片撞击并紧贴缸壁，使膜片与缸壁接触位置处于峰值应力和附加应力叠加状态，可短时间内在膜片表面留下刻痕和裂纹。提出6种典型油压波形，基于欧氏距离实现故障及故障程度的分类识别。为满足氢气应用场景下的无损状态监测的安全要求，提出一种基于测量活塞杆应变和无线传输技术的非侵入式状态监测方法和系统。通过与压力传感器测量结果对比和实际应用中对活塞环磨损、溢油阀阀芯磨损故障的诊断案例，验证该方法的可行性。该系统可以准确、安全地监测压缩机运行状态和性能、识别压缩机故障，为压缩机监测诊断技术在加氢站中的应用和推广开拓了良好的发展前景。

来源：2023年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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