石化企业机泵在线监测系统的应用

机泵在线监测系统, 能够通过探头实时采集机泵运行数据, 监测设备运行是否正常, 如有异常, 则分析诊断异常的原因、部位、严重程度, 预测其未来发展趋势, 并提出针对性的操作和维修建议, 从而实现预测和预知维修, 降低了维修成本, 为装置的平稳运行提供了有力保证。

机泵的振动情况通过振动探头进行采集。采样的基本问题是确定合理的采样间隔 (采样频率) 和采样长度以保证采样所得的数字信号能真实地代表原来的连续信号。

采样频率越高, 采样越密集;采样长度越长, 所得数据量越大, 所得的数字信号越逼近原信号。反之, 频率和长度低到一定程度就会丢失或歪曲原来信号的信息。

对信号的分析和处理有很多种方法, 包括时域分析、频谱分析、趋势分析、瀑布图分析、包络解调分析等等。使用这些方法对信号进行处理和分析的目的是从中提取出与设备运行故障相关的特征信息, 以达到判断设备状态、进行故障分析的目的。

以下主要介绍几种常用方法:

(1) 时域分析。时域波形最直观地展示了信号随时间的变化, 对于某些故障, 其波形具有明显的特征, 通过时域波形可以直接看出周期信号、谐波信号、短脉冲信号、调制信号等, 利用波形可以识别不平衡、共振、调制现象以及齿轮断齿故障。

(2) 频谱分析。频谱是构成信号的各频率分量的集合, 它完整地表示了信号的频率结构, 即信号由哪些谐波组成, 各谐波分量的幅值大小及初始相位, 从而揭示了信号的频率信息。

频谱分析是设备故障诊断中用得最广泛的信号处理方法。设备故障的发生、发展一般都会引起振动频率的变化。这种变化主要体现在两个方面:一是出现新的频率成分, 二是原有频率的幅值增长。

(3) 趋势分析。趋势分析工具可以帮助我们迅速识别设备状态, 找到真正有问题的设备, 提高数据分析的效率, 减少工作量。在帮助我们迅速找到有问题的设备后, 还可以对设备状态进行跟踪分析, 进行趋势预报。

2014年10月15日13:01中段回流泵P-106A H、3H、4H三个测点速度总值同时大幅上升, 冲高回落, 到16日:14:02再次冲高。

通过趋势分析图中的峭度指标图可以看出, 在故障现象出现前, 振动幅值在某一时间点已经开始有了冲高的情况, 冲击能量较大。

通过趋势分析图中的歪度指标图, 可以看出, 在16日9时附近已低至谷底, 说明存在严重的振动不对称, 由此可以初步有松动情况。

在16日14:00左右, 3H点冲击能量大幅上升, 且在2倍频 (转频为50Hz) 、4倍频、6倍频等偶数倍频能量为主, 3H点冲击能量最大, 3H点更靠近故障位置。基本判定, 联轴器出现问题, 最有可能的是叠片撕裂或螺栓松动。

虽然现场并未发现明显的故障现象, 但在系统中有大量的故障信息, 所以车间决定立即切泵, 停机检查。拆解后, 发现碟片撕裂。更换叠片后, 试运机泵, 运转平稳, 冲击信号消失。

在天津石化“四年一修”、备件“零储备”的新形势下, 设备诊断技术作为维修制度改革的技术基础, 它在避免设备事故、减少非计划停工、缩短故障停机时间、优化生产操作、降低维修费用等方面, 具有不可替代的重要作用。

但目前, 在线监测系统覆盖面较小, 只覆盖了关键装置的关键机泵, 同时, 分析人员的诊断经验较浅。为了适应新形势的需要, 更大的发挥在线监测系统的作用, 需要公司增加投资, 扩大覆盖面, 同时加强技术人员的培训, 提高分析、诊断能力, 为安全生产做出贡献。

摘要：在天津石化“四年一修”、备件“零储备”的新形势下, 故障诊断技术作为维修制度改革的技术基础, 它在避免设备事故、减少非计划停工、缩短故障停机时间、优化生产操作、降低维修费用等方面, 具有不可替代的重要作用。

关键词：监测,振动,图谱,分析

[1] 陈克兴.设备状态监测与故障诊断技术[M]北京:科学技术文献出版社, 1991.

[2] 屈梁生.机械故障诊断学[M].上海科学技术出版社, 1986.