智慧管道站場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析

鄭磊

摘 要：在“全數(shù)字化移交、全智能化運(yùn)營(yíng)、全生命周期管理”的智慧管道建設(shè)過(guò)程中，針對(duì)站場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)需求，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)所應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等信息技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)對(duì)其進(jìn)行深入研究。通過(guò)研究表明，對(duì)于油氣管道站場(chǎng)設(shè)備而言，信息化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)用故障，并可以對(duì)設(shè)備未來(lái)的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)，相關(guān)研究為智慧管道關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：智慧管道;站場(chǎng)設(shè)備;狀態(tài)監(jiān)測(cè);關(guān)鍵技術(shù)

1 智慧管道站場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析

智慧管道站場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)主要集中在三個(gè)方面，首先，通過(guò)監(jiān)測(cè)可以獲取各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而了解各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，為優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方案的制定奠定基礎(chǔ);其次，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可以及時(shí)獲取各個(gè)設(shè)備的故障信息，并能及時(shí)的查找故障原因，并采取有效措施解決故障問(wèn)題;最后，將獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的智能化分析、挖掘與決策達(dá)到對(duì)整個(gè)站場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的智能化監(jiān)測(cè)，集中形成設(shè)備大數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備出現(xiàn)故障的頻次進(jìn)行系統(tǒng)性分析研究，對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行智能化預(yù)測(cè)，從而準(zhǔn)備相對(duì)應(yīng)的預(yù)防性維護(hù)措施，提前預(yù)判，可以為未來(lái)一段時(shí)間設(shè)備的運(yùn)行狀況和潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行智能化預(yù)測(cè)，從而為設(shè)備的下一步運(yùn)行情況制定科學(xué)有效的管控方案，確保設(shè)備出現(xiàn)故障后可以第一時(shí)間有效處置，提高設(shè)備可靠性和使用率，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的智能監(jiān)測(cè)、預(yù)防性維修及全生命周期管理。

2 智慧管道站場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)及損傷監(jiān)測(cè)

設(shè)備結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)主要可以分為兩種類(lèi)型，分別是模型修正技術(shù)和指紋分析技術(shù)。模型修正技術(shù)就是對(duì)設(shè)備日常運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，對(duì)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)數(shù)據(jù)參數(shù)及頻率信息情況進(jìn)行記錄和修正，從而得到設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化信息，為確定設(shè)備的損傷情況奠定基礎(chǔ);指紋分析技術(shù)就是通過(guò)尋找與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)有關(guān)的設(shè)備運(yùn)行指紋，通過(guò)對(duì)指紋的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而獲取設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的功率、應(yīng)變以及頻率等信息。盡管這兩種技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的原理不同，但是都可以對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，并可以為設(shè)備的損傷監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。

2.2 設(shè)備運(yùn)行參數(shù)識(shí)別

常見(jiàn)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)識(shí)別方法主要可以分為兩種類(lèi)型，分別是頻域參數(shù)識(shí)別技術(shù)和時(shí)域參數(shù)識(shí)別技術(shù)，兩種技術(shù)分別可以從數(shù)據(jù)的變化頻率和時(shí)間角度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和判斷。在另一方面，參數(shù)識(shí)別技術(shù)還可以分為局部識(shí)別技術(shù)和整體識(shí)別技術(shù)兩種類(lèi)型，其中，局部識(shí)別技術(shù)主要對(duì)設(shè)備的某一方面數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和處理，其識(shí)別和處理的精度都相對(duì)較高，但是識(shí)別效率相對(duì)較低;整體識(shí)別技術(shù)可以對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和處理，其精度相對(duì)較低，但是效率相對(duì)較高。綜合來(lái)說(shuō)，每種參數(shù)識(shí)別技術(shù)都有自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，未來(lái)如何整體考慮參數(shù)識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、克服參數(shù)識(shí)別技術(shù)的劣勢(shì)是重要的發(fā)展方向。

2.3 設(shè)備監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇

在對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，主要監(jiān)測(cè)哪些指標(biāo)數(shù)據(jù)也是一項(xiàng)難點(diǎn)問(wèn)題，由于設(shè)備產(chǎn)生的指標(biāo)數(shù)據(jù)相對(duì)較多，數(shù)據(jù)面龐大，通過(guò)人工方式不可能對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)，某些指標(biāo)也不會(huì)對(duì)設(shè)備的安全及運(yùn)行效率產(chǎn)生影響。一般情況下，各個(gè)站場(chǎng)設(shè)備的特點(diǎn)不同，所選擇的監(jiān)測(cè)指標(biāo)也存在區(qū)別，例如，對(duì)天然氣管道場(chǎng)站內(nèi)的壓縮機(jī)而言，其壓縮效率、運(yùn)行壓力、運(yùn)行溫度等都是較為重要的指標(biāo)，必須對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是，由于壓縮機(jī)處于場(chǎng)站內(nèi)部，且外壁已做好防腐措施，因此，壓縮機(jī)外壁的腐蝕指標(biāo)相對(duì)而言并不重要，所以并不需要對(duì)這一指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。還有，原油成品油場(chǎng)站內(nèi)的輸油主泵，其泵效率、運(yùn)行壓力、運(yùn)行溫度、泵軸震動(dòng)、機(jī)械密封泄漏量、電機(jī)溫度、泵軸竄量等都是較為重要的指標(biāo)，必須對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3 站場(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

對(duì)于單體設(shè)備的智慧化管理，如輸油泵，借助于傳感器與信號(hào)采集存儲(chǔ)技術(shù)、信號(hào)特征值提取技術(shù)與故障識(shí)別模型，建立遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)密封運(yùn)行、健康狀態(tài)進(jìn)行分析，通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)網(wǎng)絡(luò)化管理與大數(shù)據(jù)分析最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械密封的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)及全壽命周期健康管理，形成智慧設(shè)備的管理。

對(duì)于場(chǎng)站的智慧化建設(shè)，如場(chǎng)站水擊泄壓系統(tǒng)，從風(fēng)險(xiǎn)角度考慮，需增加設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，將水擊泄壓閥電動(dòng)閥與儲(chǔ)罐液位進(jìn)行聯(lián)鎖，判斷泄放量，進(jìn)行參數(shù)識(shí)別與分析，當(dāng)超過(guò)泄放量2倍、管線壓力低于運(yùn)行壓力的1.1倍且不高于設(shè)計(jì)壓力時(shí)聯(lián)鎖關(guān)閉水擊泄壓閥前閥門(mén)，并發(fā)出報(bào)警。有儲(chǔ)油庫(kù)的場(chǎng)站可以考慮智慧化站庫(kù)建設(shè)，從站庫(kù)設(shè)備設(shè)施可靠性提升、安全環(huán)保角度出發(fā)，開(kāi)展相應(yīng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、自檢、預(yù)警等功能的改造，增加相應(yīng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)智慧化站庫(kù)的建設(shè)。

4 結(jié)論

綜上所述，結(jié)合“全數(shù)字化移交、全智能化運(yùn)營(yíng)、全生命周期管理”的智慧管道建設(shè)，對(duì)場(chǎng)站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)提出了更高要求，通過(guò)研究可以從設(shè)備結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)及損傷監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)識(shí)別以及設(shè)備監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇三個(gè)方面入手，分別對(duì)其進(jìn)行深入研究，以此提高場(chǎng)站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)水平，為推動(dòng)油氣管道智慧化的進(jìn)一步發(fā)展提供技術(shù)參考。

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