環氧氯丙烷裝置的狀態監測管理

邵月奎

（天津渤天化工有限責任公司，天津 300045）

現代化工企業的發展已步入大型化，對機械設備的可靠性、可用性、維修性、經濟性、安全性等都提出了更高的要求。因此設備管理已成大型化工企業內部管理不可或缺的重要組成部分。設備管理的關鍵是日常的基礎管理，而基礎管理的前提是設備日常的數據管理，特別對較大型的動轉設備的管理其日常的運行狀態的檢測、監測是這些設備狀態判定的基本的依據，是提高設備運行可靠性重要環節。

天津渤天化工有限責任公司環氧氯丙烷廠把設備診斷、設備修復、設備潤滑作為設備管理的基礎。對裝置設備的狀態監測管理是通過監測設備運行參數，檢測設備基礎數據進而掌握設備狀態，早期發現故障及時分析故障原因，并預報故障發展趨勢。通俗地講它是給設備“定期體檢”和“看病”，提高設備管理水平。

1 環氧氯丙烷設備的狀態監測管理

環氧氯丙烷設備的狀態監測管理包括狀態監測、分析診斷、和治理預防。過去設備的維修基本處于事后維修（BM）或故障檢修。為了逐步減少事后維修乃至完全跨入預防維修（PM），該公司開展了設備檢測、監測工作，為設備診斷工作積累經驗。

（1）狀態監測。在設備運行中對能夠直接、敏感反應設備運行狀態的參數進行監測、記錄，是分析、判斷設備狀態、診斷故障的基礎；

（2）分析診斷。分析處理狀態參數，診斷故障的原因、部位、程度，并預測設備的性能和故障發展的趨勢。分析診斷方法有相對標準判別法、振動趨勢分析法及頻譜分析法等；

（3）治理預防。根據故障原因、部位、和危險程度，采取治理和預防措施。包括加強監測維持運行和停機檢修。

狀態監測故障診斷的目的為（1）及時發現設備故障隱患，避免設備主要部件損壞；（2）根據設備運行狀態，適時檢修，避免不必要的停機延長設備運行周期。

2 設備狀態監測與故障診斷的基本程序

設備狀態監測與故障診斷基本程序圖見圖1[1]。

圖1 設備狀態監測與故障診斷基本程序圖

2.1 受控設備分類

A 類設備及主要設備是監測的主要對象，同時考慮以下幾方面：設備停機損失、故障率、維修費用、備件獲取的難易程度、和發生故障對人身的危害程度、檢修歷時等。根據以上條件對裝置內的設備進行了分類，確定透平空氣壓縮機、螺桿壓縮機、制冷機組等為A 類設備。

2.2 確定監測等級

根據設備重要性確定監測等級和診斷方式。對受控設備實行A、B、C 分類管理，A 類為關鍵設備，B類為主要設備，C 類為一般設備。根據重要性不同，規定相應的測定方式和管理方式。

2.3 確定監測標準

監測標準是對設備狀況進行實時監測、狀態判斷、故障分析的技術準則，也是對監測進行組織管理的工作標準。監測標準包括以下幾個方面。

（1）監測點。測量轉軸振動（在線監測），一般是測量軸的徑向振動。通常是在靠近軸承的一個平面內，相互垂直的兩個方向，即兩個測點相差90°，分別監測轉軸振動。直接反應軸的振動，大型機組中使用；對機殼（軸承座）的振動測量（離線監測），中小型設備使用主要監測點包括：a.一般測量三個方向即水平、垂直、軸向的振動，并對每個測點編號；b.測點一經確定，應做好標記，測點的位置一定要固定不變，如果偏離高頻信號離散度高。

（2）監測方法。對每項監測項目應有確定的方法和相應的器具（如使用紅外測溫儀監測軸承溫度，現場儀表記錄壓力、流量，使用測振儀監測振動）。

（3）狀態判斷標準。狀態判斷標準是發現設備早期故障的關鍵，也是難點。判定標準大致分為絕對標準、相對標準。

3 環氧裝置設備狀態管理的應用實例[2]

3.1 制冷機組的狀態監測管理

在實際管理中發現振動加速度對高頻振動敏感，可度量分析滾動軸承損壞、往復式壓縮機損壞等高頻故障。

LS6F2W10型制冷機組（滾動軸承）：將壓縮機前后軸承處設定為監測點。監測顯示加速度最大增至80.2 cm/s2，停機拆檢發現因潤滑油中含水量過高，導致潤滑不良軸承磨損嚴重，修復并更換潤滑油后各測點振動降至正常值。制冷機組檢修后軸承監測數據表見表1。

由表1可以看到，檢修前后速度、位移數值略有降低，加速度值對軸承損壞故障敏感，檢修后大幅降低。由此我們對于滾動軸承加速度變化加強了監測，并制訂了日常考核標準，以此判斷運行狀態，及設備運行質量。同時因為任何復雜的周期振動信號幅值都是各次諧波幅值分量之和，而加速度各次諧波幅值分量與其頻率的平方成正比，所以設備實際運行中加速度值在一定范圍內波動屬正常。根據經驗當加速度值增至基準級值（即在相同工況下設備運行正常時，對設備同一部位進行測量，并把其中大多數較低振動級值的平均值作為基準級值）的三四倍時應及時檢修。

表1 制冷機組檢修前后軸承監測數據表

3.2 屏蔽泵的狀態監測管理

屏蔽泵使用滑動軸承，其振動頻率在1 kHz 以下。采用旋轉機械振動烈度即振動速度均方根值Vrms 作為評定標準，分析低頻故障。

F41-217H4M-020431-B 型屏蔽泵（功率22 kW，工頻50 Hz）軸承為石墨滑動軸承，監測發現前軸承Vrms 值穩定，后軸承水平和垂直向振動Vrms 均呈增大趨勢，數值相當，頻譜圖類似。對后軸承水平向振動時域波細化和幅值譜分析分別見圖2和圖3。

屏蔽泵石墨軸承磨損故障特征：水平向垂直向振動Vrms 同時增大，且頻譜圖相似，振動加速度變化不大；時域波細化圖為正弦波，時間間隔20 ms，與工頻相同，特征頻率為工頻。

圖2 （振動正常時頻譜圖）

圖3 （振動增大后頻譜圖）

4 結語

按狀態監測診斷實施過程進行資料整理歸檔，建立起監測、診斷、檢修、修訂的循環運作機制，通過實踐經驗的不斷積累，對監測標準內容反復修訂，使其逐步得到完善，環氧氯丙烷裝置狀態監測管理已日趨成熟，逐步實現設備狀態檢修。

［1］岑漢利.化工機械測試技術.化學工業出版社，1989，6－9，49－52.

［2］王江萍.機械設備故障診斷技術及應用.西北工業大學出版社，2001，25－32，53－60，133－145.