金鑫

摘要：目前大部分化工企業(yè)關(guān)鍵機(jī)泵缺少狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，判斷故障的主要手段就是耳聽(tīng)、手摸、紅外測(cè)溫、殼體測(cè)振等，很難預(yù)測(cè)和分析機(jī)泵存在的潛在故障，只能被動(dòng)的非計(jì)劃性停車，對(duì)設(shè)備運(yùn)行和連續(xù)性生產(chǎn)都十分不利，存在很大的安全隱患。一旦關(guān)鍵或危險(xiǎn)介質(zhì)機(jī)泵發(fā)生故障，如抱軸、密封部件泄漏等，在監(jiān)護(hù)不到位的情況下，極容易導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)等事故的發(fā)生，不但給生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且危及在崗人員的生命安全。本文主要分析了泵振動(dòng)監(jiān)測(cè)和起重設(shè)備前瞻性維護(hù)的管理水平。

關(guān)鍵詞：機(jī)泵振動(dòng);原因分析;狀態(tài)監(jiān)測(cè);設(shè)備預(yù)知維修

引言

機(jī)泵占有非常重要的地位，也可以稱之為裝置的心臟，機(jī)泵運(yùn)行能否在安全可靠的情況下進(jìn)行，不僅對(duì)裝置正常生產(chǎn)起著十分關(guān)鍵作用，對(duì)裝置長(zhǎng)周期的運(yùn)行，以及節(jié)能降耗也同樣有著重要意義。因此，努力確保平隱安全的運(yùn)行是維護(hù)檢修工作重要的內(nèi)容之一。

1、機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

機(jī)泵群在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ConditionMonitoringSystem，CMS）是對(duì)機(jī)泵旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)泵振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行在線采集、處理和分析，可以及時(shí)檢測(cè)泵故障，評(píng)估泵的狀態(tài)，預(yù)測(cè)零部件的剩馀壽命，從而合理安排泵的維護(hù)工作，更好地保證泵的正常運(yùn)行，節(jié)約維護(hù)成本。目前需要安裝在線振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以評(píng)估泵的狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)和跟蹤設(shè)備故障。該裝置應(yīng)具備在線故障監(jiān)測(cè)、及時(shí)故障檢測(cè)、故障等級(jí)分析和維修建議等功能，以確定更換壽命，避免過(guò)早更換部件。制定合理的批次更換維護(hù)計(jì)劃，減少單次更換造成的重復(fù)成本。

1.1系統(tǒng)總體架構(gòu)

該系統(tǒng)分為地方監(jiān)測(cè)和中央監(jiān)測(cè)兩個(gè)部分。泵電機(jī)水平振動(dòng)側(cè)和驅(qū)動(dòng)端水平振動(dòng)側(cè)安裝加速度傳感器，通過(guò)振動(dòng)監(jiān)測(cè)2300傳輸?shù)焦S網(wǎng)絡(luò)年齡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后傳輸?shù)紻CS分布式控制系統(tǒng)和故障診斷分析軟件System1?Evolution上。

1.2硬件配置

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由三部分組成，即數(shù)據(jù)采集無(wú)線傳感器、配電網(wǎng)無(wú)線網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。（1）無(wú)線電傳感器：這是一種無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，專為現(xiàn)場(chǎng)具有分散的測(cè)量點(diǎn)和復(fù)雜布線的設(shè)備而設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)信號(hào)和溫度信號(hào)的同時(shí)采集。振動(dòng)信號(hào)包括速度、加速度和位移，數(shù)據(jù)采集是一種連續(xù)大小，今后可用于頻譜形態(tài)分析。數(shù)據(jù)采集后，監(jiān)測(cè)儀無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，避免了現(xiàn)場(chǎng)接線的繁瑣工作，大大降低了企業(yè)監(jiān)控設(shè)備的難度。（2）無(wú)線網(wǎng)關(guān)：是狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)無(wú)線監(jiān)測(cè)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信。從無(wú)線監(jiān)視器接收振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器;同時(shí)，它還可以從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收指令并將其發(fā)送到無(wú)線監(jiān)視器。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)存儲(chǔ)、自動(dòng)分析和報(bào)警，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行早期診斷和趨勢(shì)預(yù)測(cè)，并提供基于設(shè)備狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)和定量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行前瞻性維護(hù)。

1.3軟件配置

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)平臺(tái)及其相應(yīng)的應(yīng)用軟件和組件，具備良好的開(kāi)放性、擴(kuò)展性、可靠性?；贚inux運(yùn)行環(huán)境，采用SpringCloud微服務(wù)、多機(jī)群分布式架構(gòu)，內(nèi)部處理使用Spark、Redis等關(guān)鍵模組，利用Rabbitmq消息發(fā)布組件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，支持流計(jì)算功能和具備水平擴(kuò)展能力;采用關(guān)系型數(shù)據(jù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，支持不同格式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理;支持運(yùn)行TensorFlow庫(kù)、Mllib機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)?？筛鶕?jù)不同機(jī)泵及其運(yùn)行特點(diǎn)，設(shè)定有效的故障報(bào)警門限值，具備泵群振動(dòng)及溫度的趨勢(shì)、多數(shù)據(jù)獨(dú)立瀏覽、聲光報(bào)警等功能。功能包括：速度有效值（2Hz～1kHz）、加速度值、軸承溫度、軸承狀態(tài)，同時(shí)顯示上述功能的趨勢(shì)預(yù)警、閾值預(yù)警，實(shí)時(shí)顯示，歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（自定義時(shí)間節(jié)點(diǎn)查詢）;具備豐富的數(shù)據(jù)分析功能，可以提供趨勢(shì)圖、時(shí)域波形、頻譜、包絡(luò)解調(diào)、多波形、多頻譜等多種分析譜圖。

2、機(jī)泵振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施

2.1加強(qiáng)機(jī)泵狀態(tài)檢測(cè)管理

各本地單位的泵操作員必須使用VM63（或BH550）振蕩器監(jiān)測(cè)泵的運(yùn)行情況，每天對(duì)正在運(yùn)行的泵進(jìn)行一次全面檢查和巡邏，并建立檢查記錄，聯(lián)系當(dāng)?shù)貑挝坏脑O(shè)備管理人員和維修人員，以便在出現(xiàn)異常情況時(shí)根據(jù)設(shè)備的重要性及時(shí)進(jìn)行診斷工作。各地區(qū)單位的設(shè)備工程師必須使用VM63（或BH550）振蕩器監(jiān)測(cè)泵的運(yùn)行情況，每天對(duì)正在運(yùn)行的泵進(jìn)行一次離線檢查，在每周一下午6點(diǎn)前匯總上星期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并以本周最高的測(cè)量值向移動(dòng)司報(bào)告監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。出現(xiàn)異常情況時(shí)，必須及時(shí)聯(lián)系當(dāng)?shù)貑挝坏脑O(shè)備管理人員和維修技術(shù)人員，根據(jù)設(shè)備的重要性進(jìn)行診斷工作。上周的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每周一下午6點(diǎn)前匯總，發(fā)布分析報(bào)告，過(guò)度振動(dòng)的設(shè)備及時(shí)與當(dāng)?shù)貑挝煌ㄐ沤鉀Q問(wèn)題。

2.2軸心軌跡分析的應(yīng)用

軸相對(duì)于軸承座的運(yùn)動(dòng)軌跡直接反映了轉(zhuǎn)子的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并包含大量機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)信息。因此，軸軌跡分析是診斷泵故障的有效方法，可幫助診斷泵故障。分析定線軌跡可以確定探針的安裝方向不一定是振動(dòng)最大的方向。也就是說(shuō)，只有在單個(gè)探針信號(hào)之后，才可能低估轉(zhuǎn)子的實(shí)際振動(dòng)，只有通過(guò)在軸位置上合成雙向探針信號(hào)，才能得到評(píng)估波振動(dòng)所需的最大振動(dòng)值。通過(guò)分析軌跡的形狀，可以知道轉(zhuǎn)子的應(yīng)力狀態(tài)，直觀區(qū)分不同類型的誤差。

2.3機(jī)泵健康分析系統(tǒng)的應(yīng)用

泵狀態(tài)分析系統(tǒng)是一個(gè)綜合振動(dòng)分析軟件系統(tǒng)。為了準(zhǔn)確分析和診斷泵的狀態(tài)，選定的監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括振動(dòng)指數(shù)、溫度指數(shù)、電流指數(shù)、斑點(diǎn)檢查潤(rùn)滑指數(shù)、運(yùn)行時(shí)指數(shù)等。傳感器類型可分為：振動(dòng)測(cè)量加速度傳感器、渦流傳感器、溫度測(cè)量溫度傳感器、電流測(cè)量霍爾傳感器等。主要針對(duì)原水泵站最常用的垂直傾斜泵。

2.4機(jī)泵振動(dòng)評(píng)價(jià)

根據(jù)振動(dòng)信號(hào)頻域和軸承參數(shù)的能量分布，確定是否存在故障以及故障來(lái)源。振動(dòng)評(píng)價(jià)中，選擇上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承徑向、軸向通和擺動(dòng)的一些特征尺寸作為單個(gè)指標(biāo)，并以每個(gè)指標(biāo)的最高等級(jí)作為振動(dòng)評(píng)價(jià)的等級(jí)。

結(jié)束語(yǔ)

采用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并比較實(shí)際應(yīng)用，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠逐行逐段管理水泵維護(hù)，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保證，使設(shè)備長(zhǎng)期安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明輝，高航，王瑞金.催化裂化裝置關(guān)鍵機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究及應(yīng)用[J].新型工業(yè)化，2020，10（4）：128-131.