陳星 宋永寧 魏巍 代有亮 曹國軍（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西榆林718500）

設(shè)備監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在天然氣凈化廠應(yīng)用前景分析

陳星 宋永寧 魏巍 代有亮 曹國軍（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西榆林718500）

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)是設(shè)備現(xiàn)代化管理的重要組成部分，對保證工廠正常運行起著至關(guān)重要的作用。本文重點闡述了天然氣凈化廠設(shè)備管理現(xiàn)狀，建議對生產(chǎn)任務(wù)重、設(shè)備種類多、設(shè)備運行年限長、設(shè)備維修管理主要以事后維修和定期維修的天然氣凈化廠使用設(shè)備監(jiān)測和故障診斷技術(shù)，使設(shè)備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修。

狀態(tài)監(jiān)測；故障診斷；預(yù)防性維修

1　狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷簡介

1.1概念

狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，在設(shè)備運行中或基本不拆卸情況下，通過各種手段，掌握設(shè)備運行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預(yù)測、預(yù)報設(shè)備未來的狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)測是識別設(shè)備在運行過程中有無故障，明確故障的嚴重程度，做出故障趨勢分析，是一種簡易診斷；故障診斷是確定設(shè)備故障部位，確定故障原因，并提出維修建議，是一種精密診斷。

1.2目的

設(shè)備故障診斷主要是為了及時預(yù)防、診斷、消除設(shè)備故障，對設(shè)備運行進行必要指導(dǎo)。制定合理的監(jiān)測維修制度，保證發(fā)揮最大設(shè)計能力的同時延長設(shè)備使用壽命，降低維護費用，通過監(jiān)檢測、分析、性能評估等，為設(shè)備優(yōu)化設(shè)計，合理制造及生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)和信息。

2　應(yīng)用背景

石油、化工、能源等行業(yè)許多設(shè)備如壓縮機、發(fā)電機、風(fēng)機、水泵等都是生產(chǎn)線上關(guān)鍵設(shè)備，這些設(shè)備一旦發(fā)生故障停機，輕者影響產(chǎn)量，重者會導(dǎo)致整個生產(chǎn)線，整個裝置、整個工廠停止生產(chǎn)，由此看來，關(guān)鍵設(shè)備的安全、穩(wěn)定、長周期、優(yōu)質(zhì)運行與企業(yè)的經(jīng)濟效益息息相關(guān)。

我廠設(shè)備共計644臺，涉及設(shè)備多，管理難度大，近年來，部分設(shè)備、管線、閥門等腐蝕老化問題日益凸顯，由設(shè)備腐蝕失效導(dǎo)致裝置異常停車頻次上升，且部分生產(chǎn)設(shè)施已不滿足現(xiàn)行安全管理規(guī)范，需堅持開展隱患大排查，及時組織整改、治理。

我廠的設(shè)備維修主要以事后維修、定期維修為主，預(yù)測維修處于發(fā)展階段，目前用軸承故障分析儀每月對泵和電機進行監(jiān)測。所謂事后維修是指設(shè)備運行至壞了之后才維修；定期維修是指按照預(yù)定的時間間隔或檢修周期，對設(shè)備做維修、調(diào)整和更換備件；預(yù)測維修是有計劃的對設(shè)備做檢查和測試，以確定其健康狀態(tài)，必要時才進行維修。因此，對一些重要裝置、關(guān)鍵設(shè)備、特殊部位進行檢測、跟蹤，將設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作推廣應(yīng)用到工廠設(shè)備管理中顯得極為重要。

3　設(shè)備監(jiān)測和診斷技術(shù)的分類和選用

3.1設(shè)備監(jiān)測和診斷技術(shù)的分類和選用

設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)以包括傳感器在內(nèi)的儀器設(shè)備和計算機為技術(shù)手段，結(jié)合監(jiān)測對象的特殊性，有針對性的對各設(shè)備運行參數(shù)進行連續(xù)監(jiān)測，對設(shè)備運行狀態(tài)做出實時評估，對故障提前預(yù)報并做出診斷，變故障停機為計劃停機，減少停機或避免事故擴大化，對設(shè)備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修。常見的設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)有計算機化的監(jiān)測系統(tǒng)、表盤式的監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器以及便攜測振表。

對于關(guān)鍵設(shè)備常常選用功能齊全、作用多、綜合性能強的計算機化的監(jiān)測系統(tǒng)。天然氣凈化廠處于氣田的核心地位，天然氣凈化裝置運行的好壞直接關(guān)系著產(chǎn)品氣外輸是否合格，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障對裝置影響較為嚴重，對此，對于關(guān)鍵設(shè)備多、重要設(shè)備多的天然氣凈化廠，選用計算機化的監(jiān)測系統(tǒng)顯得尤為重要。

3.2計算機化的監(jiān)測系統(tǒng)

以利用紅外檢測的計算機監(jiān)測系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)一般以查找發(fā)熱點的重要手段，利用紅外熱成像技術(shù)，它由計算機、熱成像儀、軟件分析系統(tǒng)三部分組成，該監(jiān)測系統(tǒng)對溫度非常敏感，溫度感知范圍～273℃～+600℃［1］。

3.2.1檢測范圍

在運行過程中，能產(chǎn)生工作溫度，并由于缺陷導(dǎo)致溫度發(fā)生變化的在用設(shè)備設(shè)施均可列為檢測對象。主要類別包括：地面天然氣集輸、儲運設(shè)備設(shè)施、壓力容器、地面管道（離心泵、柱塞泵、壓縮機、儲油罐、沉降罐、分離器）；電氣設(shè)備設(shè)施（變壓器、配電設(shè)施、啟動柜、閘刀開關(guān)、高壓線路等）；動力設(shè)備（天然氣發(fā)電機、電機、輸油泵等）；其它運轉(zhuǎn)或運行過程中可以發(fā)出熱輻射的設(shè)備設(shè)施等。

慢性鼻竇炎伴鼻息肉形成的原因是多方面的，包括炎癥反應(yīng)、變態(tài)反應(yīng)及細胞因子、理化刺激及遺傳因素等影響。為了取得理想的療效，該病以手術(shù)治療為主，同時予以抗炎、抗感染、抗過敏等綜合治療。但目前該病仍未找到特效治療方法，復(fù)發(fā)率仍高達15%～46%[9]。因此，對于該病預(yù)防復(fù)發(fā)與提高療效同樣重要。

3.2.2檢測原理

設(shè)備不停產(chǎn)安全隱患監(jiān)測系統(tǒng)其原理是利用熱成像儀捕捉設(shè)備不同部位溫差產(chǎn)生的紅外線來判斷設(shè)備的故障部位［2］，在設(shè)備運行過程中全面檢測設(shè)備溫度，將熱成像設(shè)備中錄入影像資料錄入數(shù)據(jù)庫利用軟件進行數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)靜設(shè)備點蝕、閥門內(nèi)漏、動設(shè)備故障造成的局部溫度升高等現(xiàn)象，對設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測以及診斷分析，及時進行處理，防止設(shè)備事故的發(fā)生。

4　軸承故障分析儀（A30）在天然氣凈化廠的應(yīng)用情況分析

4.1軸承故障分析儀簡介

軸承故障分析儀（A30）為雙通道數(shù)據(jù)采集器，使用SPM沖擊脈沖技術(shù)和振動技術(shù)對設(shè)備狀態(tài)進行診斷分析。SPM沖擊脈沖技術(shù)使用的是LR/HR技術(shù)，通過測量沖擊脈沖后得出LR、HR值。經(jīng)過測量后LR、HR值跟系統(tǒng)的標準進行對比分析后，可以得出軸承的（A～D）4種運行狀態(tài)，狀態(tài)A指軸承狀態(tài)良好；狀態(tài)B指軸承潤滑不良，存在潤滑油缺乏、油膜過薄現(xiàn)象；狀態(tài)C表示儀器監(jiān)測到較大的沖擊波，表面已經(jīng)損壞；狀態(tài)D指監(jiān)測到軸承損壞的典型信號。對這四種狀態(tài)儀器經(jīng)過分析后，通過不同顏色反應(yīng)出來。

4.2建立相關(guān)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測制度

我們根據(jù)實際使用情況，先后對監(jiān)測制度修改過3次，對監(jiān)測的設(shè)備、測點的選擇、監(jiān)測周期、人員的分工等都做了詳細的規(guī)定，確保監(jiān)測的數(shù)據(jù)準確、有效。并且對監(jiān)測出的異常數(shù)據(jù)的處理都做了相關(guān)要求，來確保狀態(tài)監(jiān)測工作的進行。

4.3軸承振動監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的建立

5　狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)在天然氣凈化廠的應(yīng)用存在問題分析

5.1沒有形成系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)

通過軸承故障分析儀A30只對泵和軸承建立了數(shù)據(jù)庫，在廠內(nèi)的應(yīng)用可以看出，它作為設(shè)備簡易診斷儀器比較適用生產(chǎn)的要求，但對整個凈化廠，設(shè)備監(jiān)測需要建立系統(tǒng)的包括各個裝置區(qū)的單臺設(shè)備的數(shù)據(jù)庫，對所有設(shè)備、電器元件以及容易腐蝕的管線部位進行監(jiān)測，建立數(shù)據(jù)庫，使設(shè)備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修，我廠監(jiān)測數(shù)據(jù)仍需進一步完善。

5.2受環(huán)境因素影響

一是環(huán)境溫度變化對監(jiān)測數(shù)據(jù)存在影響，由于采取定時、定點、定設(shè)備的檢測方式，故隨著環(huán)境溫度的下降，檢測分析出的設(shè)備設(shè)施表面溫度數(shù)據(jù)持下降趨勢，對長期的比對檢測結(jié)果，分析設(shè)備運行情況造成影響。

二是受到有保溫層設(shè)備的影響，檢測效果可能不明顯。

三是設(shè)備在進行現(xiàn)場檢測時，如果畫面內(nèi)同時出現(xiàn)高溫度和相對較低溫度的設(shè)備，存在較大溫度差，如果要檢測相對較低溫度的設(shè)備，會造成需要檢測的設(shè)備圖像模糊，成像困難。

6　結(jié)語

6.1對于生產(chǎn)任務(wù)重，設(shè)備設(shè)施多，運行年限長，設(shè)備維修管理主要以事后維修、定期維修的天然氣凈化廠，使用設(shè)備監(jiān)測和故障診斷技術(shù)迫在眉睫，在設(shè)備管理中引進設(shè)備監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在天然氣凈化廠應(yīng)用前景良好。

6.2對于天然氣凈化廠建議選取監(jiān)測區(qū)域更為全面的監(jiān)測和故障診斷手段專門負責(zé)設(shè)備、管線管理，形成數(shù)據(jù)庫，方便對各設(shè)備進行綜合對比分析，同時聯(lián)系上下游工藝，使設(shè)備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修。

6.3由專門的部門進行集中管理，實行計劃管理，定時錄取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，定期分析，并形成分析報告，提前預(yù)判，減少因設(shè)備故障引起的停車次數(shù)，降低因系統(tǒng)停車造成的經(jīng)濟損失。

［1］王鐵柱等，設(shè)備不停產(chǎn)安全隱患檢測系統(tǒng)在天然氣處理廠的應(yīng)用，綠色石化創(chuàng)新集成效能提升～～寧夏青年科學(xué)家論壇石化專題論壇論文集，2015.

［2］于平等，設(shè)備運行狀態(tài)下安全隱患監(jiān)測系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用，安全，2014（3）：4～6.

3　結(jié)語

本文通過用石墨爐原子吸收光譜法對食品添加劑檸檬酸

陳星（1986-），女，漢族，陜西人，助理工程師，主要從事工藝技術(shù)工作。