石化企業(yè)機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用

房軍(中石化股份天津分公司煉油部聯(lián)合八車間，天津 300270)

石化企業(yè)機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用

房軍(中石化股份天津分公司煉油部聯(lián)合八車間，天津 300270)

在天津石化“四年一修”、備件“零儲備”的新形勢下，故障診斷技術(shù)作為維修制度改革的技術(shù)基礎，它在避免設備事故、減少非計劃停工、縮短故障停機時間、優(yōu)化生產(chǎn)操作、降低維修費用等方面，具有不可替代的重要作用。

監(jiān)測；振動；圖譜 ；分析

1 機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)存在的意義

機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠通過探頭實時采集機泵運行數(shù)據(jù)，監(jiān)測設備運行是否正常，如有異常，則分析診斷異常的原因、部位、嚴重程度，預測其未來發(fā)展趨勢，并提出針對性的操作和維修建議，從而實現(xiàn)預測和預知維修，降低了維修成本，為裝置的平穩(wěn)運行提供了有力保證。

2 機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹

2.1 信號采集

機泵的振動情況通過振動探頭進行采集。采樣的基本問題是確定合理的采樣間隔(采樣頻率)和采樣長度以保證采樣所得的數(shù)字信號能真實地代表原來的連續(xù)信號。

采樣頻率越高，采樣越密集；采樣長度越長，所得數(shù)據(jù)量越大，所得的數(shù)字信號越逼近原信號。反之，頻率和長度低到一定程度就會丟失或歪曲原來信號的信息。

2.2 機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)常用圖譜

對信號的分析和處理有很多種方法，包括時域分析、頻譜分析、趨勢分析、瀑布圖分析、包絡解調(diào)分析等等。使用這些方法對信號進行處理和分析的目的是從中提取出與設備運行故障相關的特征信息，以達到判斷設備狀態(tài)、進行故障分析的目的。

以下主要介紹幾種常用方法：

(1)時域分析。時域波形最直觀地展示了信號隨時間的變化，對于某些故障，其波形具有明顯的特征，通過時域波形可以直接看出周期信號、諧波信號、短脈沖信號、調(diào)制信號等，利用波形可以識別不平衡、共振、調(diào)制現(xiàn)象以及齒輪斷齒故障。

圖1 時域分析圖

(2)頻譜分析。頻譜是構(gòu)成信號的各頻率分量的集合，它完整地表示了信號的頻率結(jié)構(gòu)，即信號由哪些諧波組成，各諧波分量的幅值大小及初始相位，從而揭示了信號的頻率信息。

頻譜分析是設備故障診斷中用得最廣泛的信號處理方法。設備故障的發(fā)生、發(fā)展一般都會引起振動頻率的變化。這種變化主要體現(xiàn)在兩個方面：一是出現(xiàn)新的頻率成分，二是原有頻率的幅值增長。

(3)趨勢分析。趨勢分析工具可以幫助我們迅速識別設備狀態(tài)，找到真正有問題的設備，提高數(shù)據(jù)分析的效率，減少工作量。在幫助我們迅速找到有問題的設備后，還可以對設備狀態(tài)進行跟蹤分析，進行趨勢預報。

圖2 頻譜分析圖

3 機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)典型案例分析

2014年10月15日13：01中段回流泵P-106A H、3H、4H三個測點速度總值同時大幅上升，沖高回落，到16日：14：02再次沖高。

通過趨勢分析圖中的峭度指標圖可以看出，在故障現(xiàn)象出現(xiàn)前，振動幅值在某一時間點已經(jīng)開始有了沖高的情況，沖擊能量較大。

通過趨勢分析圖中的歪度指標圖，可以看出，在16日9時附近已低至谷底，說明存在嚴重的振動不對稱，由此可以初步有松動情況。

在16日14：00左右，3H點沖擊能量大幅上升，且在2倍頻(轉(zhuǎn)頻為50Hz)、4倍頻、6倍頻等偶數(shù)倍頻能量為主，3H點沖擊能量最大，3H點更靠近故障位置。基本判定，聯(lián)軸器出現(xiàn)問題，最有可能的是疊片撕裂或螺栓松動。

雖然現(xiàn)場并未發(fā)現(xiàn)明顯的故障現(xiàn)象，但在系統(tǒng)中有大量的故障信息，所以車間決定立即切泵，停機檢查。拆解后，發(fā)現(xiàn)碟片撕裂。更換疊片后，試運機泵，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊信號消失。

4 結(jié)語

在天津石化“四年一修”、備件“零儲備”的新形勢下，設備診斷技術(shù)作為維修制度改革的技術(shù)基礎，它在避免設備事故、減少非計劃停工、縮短故障停機時間、優(yōu)化生產(chǎn)操作、降低維修費用等方面，具有不可替代的重要作用。

但目前，在線監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋面較小，只覆蓋了關鍵裝置的關鍵機泵，同時，分析人員的診斷經(jīng)驗較淺。為了適應新形勢的需要，更大的發(fā)揮在線監(jiān)測系統(tǒng)的作用，需要公司增加投資，擴大覆蓋面，同時加強技術(shù)人員的培訓，提高分析、診斷能力，為安全生產(chǎn)做出貢獻。

[1]陳克興.設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[M]北京:科學技術(shù)文獻出版社,1991.

[2]屈梁生.機械故障診斷學[M].上海科學技術(shù)出版社,1986.