燃驱离心压缩机组远程监测诊断系统建设研究

2016-10-26刘白杨王宁中国石油管道公司压缩机组维检修中心河北廊坊065000中国石油天然气股份有限公司管道技术服务中心河北廊坊065000

化工管理 2016年28期

关键词：气路诊断系统压缩机

刘白杨王宁（.中国石油管道公司压缩机组维检修中心，河北廊坊 065000；.中国石油天然气股份有限公司管道技术服务中心，河北廊坊 065000）

刘白杨1王宁2（1.中国石油管道公司压缩机组维检修中心，河北廊坊 065000；2.中国石油天然气股份有限公司管道技术服务中心，河北廊坊 065000）

监测压缩机组运行状态，及时发现潜在故障，可减少长输管道的运维成本。本文基于振动与气路性能参数的监测诊断系统功能，给出燃驱离心压缩机组远程监测诊断系统的研发建议，设计硬件架构，为管道运行管理提供保障。

压缩机组；远程；监测诊断

压缩机组是长输天然气管道中增压站的关键设备，截至目前，中石油在用燃驱离心式压缩机组共计133套，作为管道精密设备的代表，有必要提高其稳定运行时间。对压缩机组进行远程监测和诊断预警，可及时发现潜在故障，保证机组平稳运行。本文从系统性能出发，结合研发技术与工程实际，提出远程监测诊断系统建设方案，给出研发方向及基本架构。

1　燃驱离心式压缩机组监测诊断系统开发路线

压缩机组远程监测诊断系统平台的建设，为机组运维管理提供了技术支撑。燃驱离心式压缩机组可从振动与气路性能两方面综合监测，追踪运行劣化征兆，预测劣化趋势，采取针对性措施，预防机组故障。

系统开发过程中考虑实际工况，积累和完善专用图谱，与机组故障建立对应关系。基于机组故障机理研发的综合监测诊断程序称为工具包，工具包提供运行、机械和仪表控制分析，应不断更新和完善。

振动监测诊断技术较成熟，可直接使用已开发软件；燃机气路性能监测模块应与高校或企业合作研发，并在实践中逐步修正。开发过程首先建立并优化气路模型，计算效率等重要参数；其次辅以振动参数，利用高频冲击诊断、包络解调等方法分析数据，将故障准确定位。通过持续的技术研发与工程建设，把振动及气路性能诊断模块集成到远程监测诊断平台上。

2　系统功能及实现

（1）振动参数的监测诊断燃驱离心式压缩机组的振动与运行状态联系密切。PT、压缩机运行轨迹较单一，振动信号易提取，可监测振动并辅以工艺量来实现预警。测点布局见图1。

图1　振动测点布局

①测量参数。a.轴位移与轴振动：监测不对中、不平衡、磨擦等故障（电涡流传感器）。b.GG振动：提供频率、幅值等参数（加速度传感器）。c.键相：提供触发信号，同步整周期采集（电涡流传感器）。d.工艺量（压力、温度等）：提供运行状态信息（DCS通讯）。

②功能.a.数采与数据库：传感器信号经A/D板读写至内存，发送数据服务器，存储在数据库中等待调用。b.监测：趋势、频谱、轴心轨迹、启停车等分析功能。c.专家系统：自动、半自动诊断和人机对话专家系统三部分。d.报警管理：实现公司级与厂级多级报警，快变和缓变报警功能。e.诊断报告：生成诊断报告和报表，自由添加和编辑图谱，为出具故障诊断报告提供便利。

（2）气路性能参数的监测诊断近年来，管道燃驱机组陆续发生叶片损坏、烧蚀等故障，其维修费用高昂、周期漫长，提高了运维成本。气路性能监测将运行参数换成标准状态下的数值，与OEM参数标准进行比较，通过偏差或趋势异常判断其健康状况。①测量参数。a.燃料气：燃气压力，密度，温度，流量，热值。b.燃气轮机：GG进口压力、温度，PT出口温度，IGV位置指令与反馈，涡轮转速。②功能.a.数采与数据库：建立历史数据服务器，实时记录机组运行参数信息。b.状态监视：调取数据，生成运行参数趋势，并绘制历史工况下的压缩机工作点。c.报警管理：监测报警值可以是可测参数、计算出的性能参数或运算中间值。d.燃机性能分析：利用经验气体射流角和全压损失关系，建立空气动力模型，结合压缩机工况图，反推PT运行情况。利用热平衡方程计算机组流量效率衰减。比较实时参数与无故障参数，差值足够时建议维修。e.寿命预测：计算不同工况下各级透平的燃气温度，结合氧化损坏和合金老化模型来确定寿命衰减速度。