设备监测和故障诊断技术在天然气净化厂应用前景分析

2016-03-14陈星宋永宁魏巍代有亮曹国军中国石油长庆油田分公司第一采气厂陕西榆林718500

化工管理 2016年12期

陈星宋永宁魏巍代有亮曹国军（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西榆林718500）

陈星宋永宁魏巍代有亮曹国军（中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西榆林718500）

设备状态监测和故障诊断技术是设备现代化管理的重要组成部分，对保证工厂正常运行起着至关重要的作用。本文重点阐述了天然气净化厂设备管理现状，建议对生产任务重、设备种类多、设备运行年限长、设备维修管理主要以事后维修和定期维修的天然气净化厂使用设备监测和故障诊断技术，使设备的维修管理从计划性维修、事故性维修逐步过渡到以状态监测为基础的预防性维修。

状态监测；故障诊断；预防性维修

1　状态监测和故障诊断简介

1.1概念

状态监测和故障诊断，在设备运行中或基本不拆卸情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态。状态监测是识别设备在运行过程中有无故障，明确故障的严重程度，做出故障趋势分析，是一种简易诊断；故障诊断是确定设备故障部位，确定故障原因，并提出维修建议，是一种精密诊断。

1.2目的

设备故障诊断主要是为了及时预防、诊断、消除设备故障，对设备运行进行必要指导。制定合理的监测维修制度，保证发挥最大设计能力的同时延长设备使用寿命，降低维护费用，通过监检测、分析、性能评估等，为设备优化设计，合理制造及生产过程提供数据和信息。

2　应用背景

石油、化工、能源等行业许多设备如压缩机、发电机、风机、水泵等都是生产线上关键设备，这些设备一旦发生故障停机，轻者影响产量，重者会导致整个生产线，整个装置、整个工厂停止生产，由此看来，关键设备的安全、稳定、长周期、优质运行与企业的经济效益息息相关。

我厂设备共计644台，涉及设备多，管理难度大，近年来，部分设备、管线、阀门等腐蚀老化问题日益凸显，由设备腐蚀失效导致装置异常停车频次上升，且部分生产设施已不满足现行安全管理规范，需坚持开展隐患大排查，及时组织整改、治理。

我厂的设备维修主要以事后维修、定期维修为主，预测维修处于发展阶段，目前用轴承故障分析仪每月对泵和电机进行监测。所谓事后维修是指设备运行至坏了之后才维修；定期维修是指按照预定的时间间隔或检修周期，对设备做维修、调整和更换备件；预测维修是有计划的对设备做检查和测试，以确定其健康状态，必要时才进行维修。因此，对一些重要装置、关键设备、特殊部位进行检测、跟踪，将设备状态监测与故障诊断工作推广应用到工厂设备管理中显得极为重要。

3　设备监测和诊断技术的分类和选用

3.1设备监测和诊断技术的分类和选用

设备在线监测与故障诊断技术以包括传感器在内的仪器设备和计算机为技术手段，结合监测对象的特殊性，有针对性的对各设备运行参数进行连续监测，对设备运行状态做出实时评估，对故障提前预报并做出诊断，变故障停机为计划停机，减少停机或避免事故扩大化，对设备的维修管理从计划性维修、事故性维修逐步过渡到以状态监测为基础的预防性维修。常见的设备监测与诊断技术有计算机化的监测系统、表盘式的监测系统、数据采集器以及便携测振表。

对于关键设备常常选用功能齐全、作用多、综合性能强的计算机化的监测系统。天然气净化厂处于气田的核心地位，天然气净化装置运行的好坏直接关系着产品气外输是否合格，设备一旦出现故障对装置影响较为严重，对此，对于关键设备多、重要设备多的天然气净化厂，选用计算机化的监测系统显得尤为重要。

3.2计算机化的监测系统

以利用红外检测的计算机监测系统为例，该系统一般以查找发热点的重要手段，利用红外热成像技术，它由计算机、热成像仪、软件分析系统三部分组成，该监测系统对温度非常敏感，温度感知范围～273℃～+600℃［1］。

3.2.1检测范围

在运行过程中，能产生工作温度，并由于缺陷导致温度发生变化的在用设备设施均可列为检测对象。主要类别包括：地面天然气集输、储运设备设施、压力容器、地面管道（离心泵、柱塞泵、压缩机、储油罐、沉降罐、分离器）；电气设备设施（变压器、配电设施、启动柜、闸刀开关、高压线路等）；动力设备（天然气发电机、电机、输油泵等）；其它运转或运行过程中可以发出热辐射的设备设施等。

慢性鼻窦炎伴鼻息肉形成的原因是多方面的，包括炎症反应、变态反应及细胞因子、理化刺激及遗传因素等影响。为了取得理想的疗效，该病以手术治疗为主，同时予以抗炎、抗感染、抗过敏等综合治疗。但目前该病仍未找到特效治疗方法，复发率仍高达15%～46%[9]。因此，对于该病预防复发与提高疗效同样重要。

3.2.2检测原理

设备不停产安全隐患监测系统其原理是利用热成像仪捕捉设备不同部位温差产生的红外线来判断设备的故障部位［2］，在设备运行过程中全面检测设备温度，将热成像设备中录入影像资料录入数据库利用软件进行数据分析，及时发现静设备点蚀、阀门内漏、动设备故障造成的局部温度升高等现象，对设备进行状态监测以及诊断分析，及时进行处理，防止设备事故的发生。

4　轴承故障分析仪（A30）在天然气净化厂的应用情况分析

4.1轴承故障分析仪简介

轴承故障分析仪（A30）为双通道数据采集器，使用SPM冲击脉冲技术和振动技术对设备状态进行诊断分析。SPM冲击脉冲技术使用的是LR/HR技术，通过测量冲击脉冲后得出LR、HR值。经过测量后LR、HR值跟系统的标准进行对比分析后，可以得出轴承的（A～D）4种运行状态，状态A指轴承状态良好；状态B指轴承润滑不良，存在润滑油缺乏、油膜过薄现象；状态C表示仪器监测到较大的冲击波，表面已经损坏；状态D指监测到轴承损坏的典型信号。对这四种状态仪器经过分析后，通过不同颜色反应出来。

4.2建立相关设备状态监测制度

我们根据实际使用情况，先后对监测制度修改过3次，对监测的设备、测点的选择、监测周期、人员的分工等都做了详细的规定，确保监测的数据准确、有效。并且对监测出的异常数据的处理都做了相关要求，来确保状态监测工作的进行。

4.3轴承振动监测数据库的建立

5　状态监测技术在天然气净化厂的应用存在问题分析

5.1没有形成系统监测数据

通过轴承故障分析仪A30只对泵和轴承建立了数据库，在厂内的应用可以看出，它作为设备简易诊断仪器比较适用生产的要求，但对整个净化厂，设备监测需要建立系统的包括各个装置区的单台设备的数据库，对所有设备、电器元件以及容易腐蚀的管线部位进行监测，建立数据库，使设备的维修管理从计划性维修、事故性维修逐步过渡到以状态监测为基础的预防性维修，我厂监测数据仍需进一步完善。

5.2受环境因素影响

一是环境温度变化对监测数据存在影响，由于采取定时、定点、定设备的检测方式，故随着环境温度的下降，检测分析出的设备设施表面温度数据持下降趋势，对长期的比对检测结果，分析设备运行情况造成影响。

二是受到有保温层设备的影响，检测效果可能不明显。

三是设备在进行现场检测时，如果画面内同时出现高温度和相对较低温度的设备，存在较大温度差，如果要检测相对较低温度的设备，会造成需要检测的设备图像模糊，成像困难。