一种液驱氢气压缩机的运行监测系统及方法与流程

本发明涉及压缩机，特别涉及一种液驱氢气压缩机的运行监测系统及方法。

背景技术：

1、氢气压缩机是加氢站三大核心设备之一，压缩机的性能直接影响加氢站的运行效率，压缩机的可靠性和安全性对加氢站的安全运行至关重要。为此，如果可以通过预防性维护，早发现压缩机运行中的异常情况，从而及时进行预防性维护和保养，将有助于减少突发故障和意外停机，提高设备的可靠性和稳定性。另外，压缩机故障可能会造成安全隐患，如氢气泄漏和爆炸等。通过监测压缩机的运行状态，可以及时发现潜在的安全风险，并采取必要的措施以确保加氢站的安全。

2、目前，加氢站常用的是隔膜式压缩机。但其缺点显著，频繁启停对压缩机的寿命有较大的影响，且隔膜式压缩机的碟形工作腔本身容积很小，单机难以实现较大处理量。

3、而在实际使用中，压缩机需要每天频繁启停，且新建加氢站的加氢容量越来越大。因此，液驱式压缩机由于具有排气量大、带载频繁启停对寿命无影响、适合变压力的多变工况、综合维护成本更低等优势，在未来具有更好的应用前景。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种液驱氢气压缩机的运行监测系统及方法，可对监控液驱氢气压缩机的运行状态，预测可能发生的故障并进行事前维护，提高压缩机的使用寿命。

2、为此，本发明的技术方案是：一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，包括多组振动检测组件、温度传感器、压力传感器和主控模块，所述振动检测组件分别安装在液压泵、阀门、活塞、曲轴对应位置的压缩机外壳上，用于采集振动信号并发送至主控模块；所述温度传感器分别安装在氢气进出口、中间冷却器进出口、液压油箱和压缩机外壳上，用于采集温度并发送至主控模块；所述压力传感器分别安装在氢气进出口、液压泵出口、各级液压腔上，用于采集压力值并发送至主控模块；

3、所述主控模块上设有sim卡，可将采集到的振动信号、温度、压力值传送到物联网云平台；

4、所述物联网云平台上设有存储模块和识别模块，识别模块根据实时采集的数据获知压缩机的工作状况。

5、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述物联网云平台实时接收并存储采集到的振动信号、温度、压力值，并分析这些实时采集数据，获取压缩机的工作状态，判断是否需要提前维护。

6、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述振动检测组件包括壳体，壳体内设有加速度传感器和电池，加速度传感器用于采集振动信号，电池用于给加速度传感器供电。

7、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述壳体内还设有共振调节块，共振调节块用于降低振动检测组件的共振；所述共振调节块为不锈钢材质。

8、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述壳体外侧设有磁吸部，与压缩机外壳通过磁吸固定。

9、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述振动检测组件采集频率的范围不少于2种。

10、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述振动检测组件采集频率的范围包括：0.1hz～100hz，1hz～1khz，1khz～1mhz，分别监测低频振动、中频振动和高频振动。

11、本发明的另一个技术方案是：一种液驱氢气压缩机的运行监测方法，包括以下步骤：

12、1)将温度传感器分别安装在在氢气进出口、中间冷却器进出口、液压油箱和压缩机外壳上，压力传感器分别安装在氢气进出口、液压泵出口、各级液压腔上；

13、2)安装中频的振动检测组件，进行预监测，采集预监测的振动信号；

14、3)根据采集到不同监测位置的振动信号，选择安装低频、中频或高频振动的振动检测组件。

15、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：设置振动检测组件与压缩机的工作联动，即在压缩机开启前，提前1秒启动振动检测组件，在压缩机关机1分钟后，关闭振动检测组件；在运行期间，间隔5～60分钟采集一次振动数据。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、振动检测组件采集信号的处理与加氢站的工艺中所获得的温度、压力传感器联合，提高振动监测系统的可靠性和准确性。振动检测组件可实时采集液压泵、阀门、活塞、曲轴等动力部件处的振动信号，将其发送至物联网云平台，物联网云平台远程对振动信号进行处理，根据相应的算法来预测可能发生的故障并进行事前维护，进而提高压缩机的使用寿命和加氢站运营的可靠性及安全性。

技术特征：

1.一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：包括多组振动检测组件、温度传感器、压力传感器和主控模块，所述振动检测组件分别安装在液压泵、阀门、活塞、曲轴对应位置的压缩机外壳上，用于采集振动信号并发送至主控模块；所述温度传感器分别安装在氢气进出口、中间冷却器进出口、液压油箱和压缩机外壳上，用于采集温度并发送至主控模块；所述压力传感器分别安装在氢气进出口、液压泵出口、各级液压腔上，用于采集压力值并发送至主控模块；

2.如权利要求1所述的一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：所述物联网云平台实时接收并存储采集到的振动信号、温度、压力值，并分析这些实时采集数据，获取压缩机的工作状态，判断是否需要提前维护。

3.如权利要求1所述的一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：所述振动检测组件包括壳体，壳体内设有加速度传感器和电池，加速度传感器用于采集振动信号，电池用于给加速度传感器供电。

4.如权利要求3所述的一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：所述壳体内还设有共振调节块，共振调节块用于降低振动检测组件的共振；所述共振调节块为不锈钢材质。

5.如权利要求3所述的一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：所述壳体外侧设有磁吸部，与压缩机外壳通过磁吸固定。

6.如权利要求1所述的一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：所述振动检测组件采集频率的范围不少于2种。

7.如权利要求6所述的一种液驱氢气压缩机的运行监测系统，其特征在于：所述振动检测组件采集频率的范围包括：0.1hz～100hz，1hz～1khz，1khz～1mhz，分别监测低频振动、中频振动和高频振动。

8.一种液驱氢气压缩机的运行监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的运行监测方法，其特征在于：设置振动检测组件与压缩机的工作联动，即在压缩机开启前，提前1秒启动振动检测组件，在压缩机关机1分钟后，关闭振动检测组件；在运行期间，间隔5～60分钟采集一次振动数据。

技术总结
本发明公开了一种液驱氢气压缩机的运行监测系统及方法，包括多组振动检测组件、温度传感器、压力传感器和主控模块，所述振动检测组件分别安装在液压泵、阀门、活塞、曲轴对应位置的压缩机外壳上，用于采集振动信号；所述温度传感器分别安装在氢气进出口、中间冷却器进出口、液压油箱和压缩机外壳上，用于采集温度；所述压力传感器分别安装在氢气进出口、液压泵出口、各级液压腔上，用于采集压力值；所述主控模块上设有SIM卡，可将采集到的振动信号、温度、压力值传送到物联网云平台。本发明的振动检测组件采集信号的处理与加氢站的工艺中所获得的温度、压力传感器联合，提高振动监测系统的可靠性和准确性。

技术研发人员：汪宗御,张继锋,白昊,李康,毛思捷,蒯佳婷
受保护的技术使用者：浙江清华长三角研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18