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壓縮機全生命周期管理系統(tǒng)

本項目提供壓縮機全生命周期管理系統(tǒng)，建立模塊化、集成化數(shù)據(jù)環(huán)境，面向于往復壓縮機、隔膜壓縮機，服務于石油化工、加氫站、儲氣庫、船舶動力等行業(yè)主要包括：設計規(guī)劃階段——壓縮機整體方案設計，壓縮機結構形式設計，核心部件材料遴選分析，啟/停流程設計，安全控制策略設計等；運行工作階段——壓縮機運行數(shù)據(jù)實時采集、遠程動態(tài)展示，核心部件狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，監(jiān)測診斷一體式/分體式硬件與軟件系統(tǒng)開發(fā)；檢修維護階段——零部件維修預警、壽命預測，可視化維修方案、維修模型、維修視頻，壓縮機及其輔助系統(tǒng)、零備件信息數(shù)字化管理平臺。關鍵技術一：壓縮機性能計算技術與選型設計技術基于 Windows 平臺，遵循結構化、模塊化原則，采用 QT 框架、C++語言編制交互設計軟件，可實現(xiàn)往復壓縮機物性計算、熱力計算、動力計算、設計校核復算、平衡計算、產(chǎn)品系列化自動匹配、多工況計算七項功能于一體，可實現(xiàn)往復壓縮機機組設計計算、選型、零部件管理一體化功能。現(xiàn)階段已授權發(fā)明專利 1 項，軟件著作權 1 項。關鍵技術二：壓縮機狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術及設備針對壓縮機核心零部件構建相應狀態(tài)監(jiān)測方案與故障診斷方法，包括：①集成氣缸內(nèi)熱力過程特征和閥片聲發(fā)射信號的診斷方法，基于氣閥聲發(fā)射信號獲得氣閥故障的特征參數(shù)和反映故障程度的量化指標，診斷不同類型氣閥故障；②基于活塞桿應變重構 pV 圖方法的往復壓縮機氣閥無損故障診斷方法，基于活塞桿應變重構壓力-容積圖（p-V圖）的無損監(jiān)測方法，為傳統(tǒng)侵入式方法破壞氣缸完整性帶來安全隱患的問題提供解決方案；③十字頭銷磨損、活塞桿松動的故障診斷方法，對不同程度十字頭銷磨損、活塞桿松動故障進行模擬試驗，對比時頻域分析研究十字頭銷磨損、活塞桿松動的故障機理、聲發(fā)射信號和振動信號特征，提取故障特征識別故障程度；④基于壓縮機內(nèi)油-氣壓力“伴隨”關系，國內(nèi)外首次提出了集成聲發(fā)射與油-氣壓無損監(jiān)測的隔膜壓縮機狀態(tài)監(jiān)測新方法，進一步根據(jù)油-氣壓力“伴隨”關系的失調(diào)追溯故障根源；⑤基于增量式編碼器的往復壓縮機軸系扭振測試方法，基于增量式編碼器構建了往復式壓縮機扭振測試系統(tǒng)，為傳統(tǒng)方法在現(xiàn)場實際應用時難于實施提出解決方案；⑥壓縮機氣流脈動和振動模態(tài)分析技術，隔振結構設計、管路結構設計，提供機組振動測試、診斷以及改進方案。本項關鍵技術現(xiàn)階段已授權國內(nèi)發(fā)明專利 4 項，申請國際專利 2 項、國內(nèi)發(fā)明專利10 項；應用于中海油海洋平臺天然氣壓縮機；開發(fā)壓縮機故障診斷儀，已在某加氫站壓縮機調(diào)試中成功檢測出氣閥泄漏、膜片運動失效、活塞環(huán)磨損、溢油閥閥芯磨損等嚴重故障。關鍵技術三：壓縮機數(shù)據(jù)共享與健康管理云平臺構建壓縮機及其輔助系統(tǒng)、零備件信息數(shù)字化管理平臺；構建壓縮機熱力-動力-應力-壽命分析模塊，集成監(jiān)測數(shù)據(jù)評價機組運行狀態(tài)；基于故障診斷技術，建立機組現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與健康/故障狀態(tài)信息實時共享平臺，打破機組現(xiàn)場與遠程管理者之間的技術壁壘；實現(xiàn)壓縮機核心部件維修預警、壽命預測，交互 GUI 界面集成可視化壓縮機維修維保手冊、指導視頻、三維模型；壓縮機全生命周期管理，顯著提高運維效率和管理水平。

西安交通大學 2025-02-08

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