基于VMD-多尺度排列熵和SVM的船用空压机故障诊断方法

船用机械振动信号存在非线性、非平稳性问题,故障特征难提取,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)多尺度排列熵(multiscale permutation entropy,MPE)与支持向量机(support vector machine,SVM)融合的故障诊断方法,对振动信号进行研究。以空压机为例,首先,模拟6种空压机工况,对各工况的热工参数进行测试,分析各工况热工参数的变化程度,并对采集的振动信号进行频域分析。然后通过VMD对振动信号进行分解,得到一系列固有模态分量,计算与原始信号的互相关系数筛选敏感固有模态分量。最后计算出敏感固有模态分量的多尺度排列熵,将其作为特征向量,输入到SVM中,进行故障辨识。实验结果表明:VMD多尺度排列熵与SVM融合的空压机故障辨识方法,能有效地识别故障类型,整体准确率可保持在98.6667%,将此方法与其他方法进行对比,证明此方法有效。

海洋撬装往复式压缩机数字孪生框架及可视系统设计

由于海洋撬装往复式压缩机的实时监测不全面、智能化运维水平低,为提升海洋撬装压缩机的作业安全性,创建了往复式压缩机数字孪生系统。设计了海洋撬装往复式压缩机数字孪生系统五维模型框架,包括压缩机物理实体、虚拟实体、虚实数据交互、数据分析和作业逻辑预测。通过3D MAX构建三维模型,建立Unity 3D虚拟场景,构建数字孪生虚拟实体,利用虚拟现实技术提升交互性;通过MODBUS协议等采集PLC可编程控制器的实时数据和历史数据,实现对压缩机作业的监测;采用PID控制逻辑对作业逻辑进行分析预测,预知压缩机的故障状态。通过应用案例论证了海洋撬装往复式压缩机数字孪生系统的可行性。较于传统的作业方式,数字孪生系统的应用能够显著提高海洋撬装压缩机的智能运维水平和工作效率,降低操作风险,并减少设备损坏和事故发生的概率。

船载浮式离心压缩机转子动力学特性分析

以船载浮式离心压缩机转子为研究对象,建立了考虑隔振器(AVM, anti-vibration mount)的转子-轴承-弹性基础动力学模型。由于实际波浪载荷作用周期长,所以在计算过程中,将由波浪载荷导致的复合基础运动考虑为静态加载,不考虑瞬态特性。基于这一点,计算了复合基础运动下的轴承特性以及整体惯性载荷,并分析了船载浮式离心压缩机转子的横向振动以及运行稳定性。通过分析发现,基础运动会影响轴承的动力特性,使轴承负载产生一个偏离角度,并导致轴承交叉耦合项增大。轴承动力特性的改变和隔振器的采用,会使得系统固有频率和不平衡响应发生明显变化,隔振器会使转子在最危险工况下的共振峰值明显减低。与此同时,基础运动会通过轴承以及密封运行间隙影响转子系统的稳定性,使对数衰减率降低,甚至会导致转子失稳,而隔振器可以改善转子的稳定性。

船用柴油机增压器压气机高效工况气动噪声预测

为了研究船用低速柴油机涡轮增压器离心压气机在高效运行工况下的气动噪声特性,本文采用数值计算方法对多工况下的压气机噪声进行了数值预测。通过非定常流动数值模拟对比分析了不同运行转速下脉动压力的时、频特性,进而以非定常脉动压力为声源计算了压气机基频离散单音噪声和宽频噪声。结果表明:非定常脉动压力呈现出强周期性,经FFT变换后在叶片基频及倍频处出现明显的压力幅值峰值;且随着转速的增大,非定常脉动压力增强。以叶轮进口面作为声源可以在获取基频离散单音噪声峰值的同时得到宽频噪声谱;随着转速的增大,压气机气动噪声总声压级增大;压气机噪声自管口向外辐射时存在声学指向性,但指向性随着频率和转速的变化而变化。

船用燃气轮机压气机自适应机匣处理设计

为了研究一种在高中低3个转速下都可以扩稳的自适应机匣处理方式,以满足舰船对高速追击性能和良好的低速巡航性的双重要求。本文以实验室现有的一台2.5级压气机为研究模型,在一级动叶叶顶机匣处进行自适应机匣处理设计,根据以往的研究经验制定了一个在高度、开口宽度、喷射角度都较为合理的结构参数,在已有一个喷射口和一个抽吸口的自适应机匣处理上,增加一个抽吸口,以研究对压气机性能的影响。研究结果表明:具有2个抽吸口的自适应机匣处理在3个转速下都有扩稳效果,在100%和75%转速时具有相对低转速更好的扩稳效果,达到2.37%和2.38%,峰值效率损失也较低,在1%左右。这种机匣处理的扩稳机理是,通过改变动叶叶顶附近的叶片表面静压分布,从而改变叶顶泄漏涡流的强度和发展传播方向,减小对主流流动的拦截作用;弦长0.4处的抽吸口有效抑制了此处附近区域二次泄漏涡流的产生,达到延缓失速的目的。

船用空气压缩机故障诊断分析与试验研究

活塞式空气压缩机的主要功能由往复运动完成,振动是其主要故障标志之一。针对往复式空气压缩机各部件运动引起的复合振动激励信号,对各部件建立振动信号模型并提取冲击响应信号特征,在时域与频域里进行综合分析,提取各故障特征参数和判据从而诊断压缩机常见故障。

CZ60/30型船用空压机缸内压差数值模拟

为了解压差式空压机二级缸内压力相互作用情况,提高工作效率,基于CZ60/30船用空压机气缸和活塞的结构以及该型空压机工作特点,建立高、低压级气缸内压力和压差关系的数学模型,通过MATLAB进行模拟.通过模拟结果分析气缸余隙高度对缸内压力和压差的影响情况,并得到高、低压级气缸压力随时间的变化曲线,为高效的空压机设计和故障分析提供参考.

EEMD能量熵和奇异值熵与SVM融合的船用空压机故障诊断

针对船用往复式二级空压机振动信号非线性、非平稳性问题,利用振动信号辨识故障,综合集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和支持向量机(support vector machine,SVM)的信号处理优势,提出一种将EEMD能量熵和奇异值熵与SVM融合的船用空压机故障诊断方法。模拟正常状态和4种故障状态进行故障诊断实验。采集的振动信号用小波降噪法进行处理。为模拟船用空压机实际工作环境,在EEMD处理过程中加入加性高斯白噪声(信噪比7.5 dB)。以相关性为评价指标选取各状态下本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),并以每个IMF的能量熵和奇异值熵作为特征值,采用SVM分类器识别故障。实验表明:与基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和SVM等故障诊断方法相比,该方法能更有效地识别故障。该方法在实船应用中获得较好的诊断效果,可为现代船舶智能故障诊断研究提供参考。

船舶总体弯曲变形对船用卧式压缩机气缸安装余隙最小值的影响

气缸安装余隙是保证压缩机正常运行的重要参数.船舶在波浪中航行时所产生的总体弯曲变形不可避免地会影响沿船体纵向布置的卧式压缩机气缸运行余隙.为了确保船舶在波浪中航行时卧式压缩机气缸运行余隙始终能维持在合适范围内,本研究将船舶总体弯曲时的结构弹性变形等关键因素直接溶入船用卧式压缩机气缸安装余隙的传统计算,从而导出一项能确定船用卧式压缩机气缸安装余隙最小值的新计算公式.

CZ-100/3型船用空压机自动化系统设计

自动化系统是船用压缩机组重要的组成部分,其保证了空压机安全可靠运行。本文给出一种船用中压空压机组自动化系统的设计实例,阐述船用中压空压机组控制系统、安全系统和报警系统设计的方法,介绍船用环境适应性和电磁兼容性的设计要点,并探讨设计时应注意的问题。

船舶中央空调节能技术探讨

着重介绍了目前船舶中央空调系统采用的3种主要节能措施,改变系统的新风和回风汇合,以及采用风机变频和压缩机变频技术。实船应用表明,这些措施都能取得较好的节能效果。

船用空压机典型故障的事故树分析

运用FTA(事故树定性分析)的定性方法,分析船用空压机典型故障问题的事故树模型,探讨船用空压机典型故障的预防途径,为船用空压机管理过程中的安全管理、安全评价以及事故分析提供参考。

船舶空调5H60型压缩机能量调节装置故障分析

介绍了某轮空调装置 5H6 0型制冷压缩机的能量调节方法 ,分析了其故障产生的原因和排除方法 。

船用空压机监控系统的设计研究

针对早期采用以继电器为主导的控制系统存在的问题,以某轮空压机系统为例,根据该轮高压空气系统的技术要求与空压机的运行特点,开发以西门子s7系列可编程控制器为核心的监控系统,实现了该空压机运行过程中的精确控制、节约耗能和提高可靠性等方面的要求。

基于数据预处理的神经网络在船用空压机故障诊断中的应用

船舶空压机作为重要的船用机械,安全性至关重要。为了加强空压机的维修效率,文章提出了一种PCA和BP神经网络的故障诊断方法。首先通过PCA对故障主特征进行提取,然后提取出的特征作为神经网络的输入,最后神经网络模型输出故障诊断的结果。采用该方法可以提高模型的时效性,节约计算的时间,为工程故障监测提供可靠的技术支持。

船用空压机装置故障诊断方法研究

随着船舶自动化要求的提高,船用空压机作为重要设备,有必要加强其对故障自动诊断的功能。文章通过分析空压机的工作原理、故障历史记录,建立了船用空压机常见的4种故障树,并对故障树进行定性和定量分析,根据结构重要度对故障树进行简化。然后完成故障树到贝叶斯网络的转化,并根据专家经验运用模糊综合评价法得到先验概率和条件概率,完善了贝叶斯网络。最后根据以往事故对模型进行了验证。

海洋石油船用中央空调故障与维修

简要介绍了渤海曹妃甸油田FPSO船用中央空调系统,对冷却海水进入空调系统、压缩机与蒸发器容量不匹配以及压缩机滑阀损坏等故障进行分析并维修,可供其它海上油田参考。

某轮空调压缩机能量调节装置故障点评

此文介绍了某轮空调装置５Ｈ６０型制冷压缩机的能量调节方法，分析了其故障产生的原因和排除方法，并对运行管理和保养提出了一些建设性意见，对轮机管理人员有实际指导意义。

喷油系统故障对船用四冲程柴油机运行性能影响

建立Daihatsu 6PSHdM-26H型船用增压四冲程柴油机相应的物理模型和数学模型,对其热力过程进行模拟计算及分析,采取以喘振为切入点,确立增压系统数值计算方法,给出后燃加剧对船舶柴油机运行性能的影响的计算结果及分析.喷油系统故障或燃用劣质重油导致后燃加剧,排气温度升高,从而影响柴油机的通流特性,改变增压器与柴油机的配合运行线,引起压气机喘振,由此得到增压四冲程中速柴油机增压系统运行的基本规律.

船用往复式空气压缩机油的发展

船用往复式空气压缩机的使用条件苛刻,对空气压缩机油的性能要求较高。简述了国内外船用往复式空气压缩机油的发展状况。