煉化動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測分析及故障診斷技術(shù)研究

黃琦 劉宏

摘 ?要：目前，隨著我國煉化企業(yè)快速發(fā)展，煉化企業(yè)對于煉化動(dòng)設(shè)備需求量增大。本文將針對煉化動(dòng)設(shè)備研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，通過對煉化動(dòng)設(shè)備狀態(tài)的溫度監(jiān)測技術(shù)、壓力監(jiān)測技術(shù)、振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)、油液分析監(jiān)測技術(shù)等方面進(jìn)行研究，并結(jié)合識(shí)別信號(hào)參數(shù)特征、讀取頻譜圖分量數(shù)據(jù)等煉化動(dòng)設(shè)備故障診斷技術(shù)做出探究。

關(guān)鍵詞：動(dòng)設(shè)備;狀態(tài)監(jiān)測;故障診斷

引言：在煉化企業(yè)生產(chǎn)過程中，煉化動(dòng)設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)的根本動(dòng)力。一旦煉化動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)重大故障，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，包括維修費(fèi)用和人工成本。目前，煉化企業(yè)對動(dòng)設(shè)備可能會(huì)造成的故障越來越重視，如何定期維修并降低成本，已成為急需解決的問題。

1我國煉化動(dòng)設(shè)備研究現(xiàn)狀

近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展煉化動(dòng)設(shè)備逐漸具有大型化和聚集化等特點(diǎn)，且裝置的操作也出現(xiàn)復(fù)雜、繁瑣等特點(diǎn)。同時(shí)，國家對煉化企業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)的要求越來越高，對煉化動(dòng)設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)境要求更為嚴(yán)格。由于一些動(dòng)設(shè)備對工作環(huán)境的要求具有較高條件，例如，高危泵、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)等設(shè)備需要在高溫高壓的環(huán)境進(jìn)行工作，并且呈現(xiàn)出速度快、可持續(xù)工作的特點(diǎn)。針對機(jī)械本身的運(yùn)行特征，如何進(jìn)行及時(shí)診斷故障，并進(jìn)行精準(zhǔn)維修已成為技術(shù)管理的工作重點(diǎn)。對煉化動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與診斷進(jìn)行及時(shí)防護(hù)，實(shí)現(xiàn)其平穩(wěn)運(yùn)行。可通過監(jiān)測設(shè)備信號(hào)，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠及時(shí)了解煉化動(dòng)設(shè)備的磨損與狀態(tài)，科學(xué)降低設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。

我國雖然對于煉化動(dòng)設(shè)備的研究起步較晚，但是研究發(fā)展速度快。在七十年代時(shí)，我國的研究方向主要是參考其他國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，并實(shí)踐到具體的煉化動(dòng)設(shè)備當(dāng)中。目前，我國的煉化動(dòng)設(shè)備研究成果正在與世界水平逐步縮小差距，動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的理論與實(shí)踐形成積極融合，且越來越受到重視。

2煉化動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

2.1溫度監(jiān)測技術(shù)

監(jiān)測煉化動(dòng)設(shè)備是否磨損的重要手段之一就是實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度變化。在動(dòng)設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重磨損或零件變形時(shí)，機(jī)器內(nèi)部將出現(xiàn)大面積發(fā)熱等情況。因此，判斷動(dòng)設(shè)備是否發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)監(jiān)測機(jī)器溫度并做好詳細(xì)記錄是有效途徑也是最直接的檢測方法。動(dòng)設(shè)備溫度過熱通常會(huì)引起機(jī)器承載過量和部分零件軸承發(fā)生破損，一般情況下，需要機(jī)器進(jìn)行系統(tǒng)初始化操作，通過定時(shí)對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，分析數(shù)據(jù)情況，判斷基本選擇顯示，并通過端口將新數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳送到PC機(jī)中[1]。近年來，煉化動(dòng)設(shè)備逐漸朝著自動(dòng)化與集成化方向發(fā)展，其中各種動(dòng)設(shè)備溫度監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展越來越形成一門精準(zhǔn)科學(xué)的技術(shù)。比如當(dāng)下使用最廣泛的熱電偶技術(shù)與多光譜測溫技術(shù)等，在檢測動(dòng)設(shè)備時(shí)，正是種類繁多的溫度監(jiān)測技術(shù)給動(dòng)設(shè)備故障診斷提供原始動(dòng)力。但需要溫度監(jiān)測人員注意的是，雖然我國溫度監(jiān)測技術(shù)發(fā)達(dá)，但是對于機(jī)器極限溫度的測量與氣流溫度進(jìn)行測量時(shí)，需要操作人員對于技術(shù)的熟練程度極高，通過對動(dòng)設(shè)備的初步分析，使用正確的檢測方法進(jìn)行操作。

2.2壓力監(jiān)測技術(shù)

壓力監(jiān)測技術(shù)是通過對煉化動(dòng)設(shè)備中具體零件的參數(shù)安裝壓力傳感器，并監(jiān)測壓力傳感器的參數(shù)變化，及時(shí)對煉化動(dòng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。在機(jī)器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，分析安裝的壓力傳感器數(shù)據(jù)變化，可發(fā)現(xiàn)其情況異常并根據(jù)數(shù)據(jù)基本特征，可判斷出設(shè)備是否過載，機(jī)器油路堵塞情況。當(dāng)動(dòng)設(shè)備的安全閥和密封條有松動(dòng)時(shí)，傳感器會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，可通過其正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷，使得機(jī)器出現(xiàn)故障的頻率減少。在煉化動(dòng)設(shè)備的組成中，包括許多液壓零件，例如：液壓泵系統(tǒng)、液壓油缸罐、高壓多路閥等等。此液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障頻率較高，并且易出現(xiàn)反復(fù)現(xiàn)象，當(dāng)首次故障出現(xiàn)維修好后，第二次故障出現(xiàn)的時(shí)間間隔短，在首次事故出現(xiàn)時(shí)，操作人員應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)病因，準(zhǔn)確尋找故障出現(xiàn)的根源，進(jìn)行全方面檢查與監(jiān)測。例如，在煉化動(dòng)設(shè)備中，自升式鉆井在進(jìn)行海洋作業(yè)時(shí)，時(shí)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況，并且海洋作業(yè)成本高，維修費(fèi)用大[2]。這就需要操作人員對自升式鉆井進(jìn)行全方位檢測，利用壓力檢測技術(shù)，減少作業(yè)時(shí)的安全隱患，盡快排除故障，降低民營企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.3振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)

目前，在我國使用最廣泛的監(jiān)測設(shè)備故障技術(shù)是振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，也是所有監(jiān)測技術(shù)中最主要的。在煉化動(dòng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，可通過振動(dòng)技術(shù)最直接的呈現(xiàn)出來。例如，在機(jī)器的離心泵運(yùn)行時(shí)，其軸承、齒輪、部門零件易發(fā)生故障，造成機(jī)器對中不齊，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡和油膜破損等故障問題。通過振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)其故障出現(xiàn)的原因，有利于操作人員及時(shí)進(jìn)行維修，對振動(dòng)頻率振幅的精準(zhǔn)記錄，可有效分析其數(shù)據(jù)參數(shù)。例如，在頻率振幅數(shù)值較低時(shí)，可使用測量位置移動(dòng)的方法進(jìn)行記錄。在頻率振幅在中頻時(shí)，應(yīng)測量速度的變化。當(dāng)頻率振幅處在高頻的情況下，可通過測量加速度的方法，記錄有效數(shù)據(jù)。

2.4油液分析監(jiān)測技術(shù)

通過分析煉化動(dòng)設(shè)備中各零件之間的潤滑油來分析設(shè)備運(yùn)行情況就是油液監(jiān)測技術(shù)。在對油液的不同品種與性能指標(biāo)進(jìn)行分析時(shí)，可觀察油液受污染的情況或者油液中微小物質(zhì)的狀態(tài)特征，準(zhǔn)確檢測出設(shè)備各部件之間的摩擦與破損情況。由于動(dòng)設(shè)備24小時(shí)的不停運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致其零件表面受到磨損后，零件內(nèi)部的成分混入到潤滑油中，使得油液受到污染。此現(xiàn)象可通過紅外光譜分析和斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行檢測，確定其磨粒尺寸和已變化的形態(tài)，及時(shí)對動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)故障的部位發(fā)出預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對其科學(xué)檢測。

3煉化動(dòng)設(shè)備故障診斷技術(shù)

3.1識(shí)別信號(hào)參數(shù)特征

在煉化動(dòng)設(shè)備的診斷技術(shù)中，通過對機(jī)器的檢測，實(shí)時(shí)收取信號(hào)并根據(jù)其出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)，識(shí)別參數(shù)特征。通過操作人員的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，判斷出設(shè)備出現(xiàn)的故障原因與問題。在動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)子與殼體的密封性是其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如遇到質(zhì)量檢測不合格的設(shè)備，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)等情況。若操作不當(dāng)時(shí)，設(shè)備振動(dòng)異常明顯發(fā)出信號(hào)。所以在對動(dòng)設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)，信號(hào)數(shù)據(jù)是其判斷的主要依據(jù)，對信號(hào)參數(shù)的測量、監(jiān)視與分析是設(shè)備運(yùn)行的安全保障。

3.2讀取頻譜圖分量數(shù)據(jù)

頻譜圖對于煉化動(dòng)設(shè)備的故障診斷至關(guān)重要。在出現(xiàn)故障時(shí)情況時(shí)，必不可少檢測就是讀取設(shè)備各個(gè)部件的頻譜圖。因設(shè)備各部位之間所出現(xiàn)的頻譜圖不同，所對應(yīng)的問題也相對不同，所以需要操作人員具備理解頻譜圖的能力。根據(jù)每個(gè)部位頻譜圖分布的規(guī)律，可準(zhǔn)確對應(yīng)譜量與零件之間的關(guān)系，進(jìn)而了解設(shè)備出現(xiàn)的故障類型并判斷其所在位置。頻譜圖大致可分為三類，包括正常狀態(tài)下的頻域、暫停狀態(tài)下的頻域與頻域的趨勢分析。在診斷故障時(shí)，首先應(yīng)該考慮頻譜圖在三個(gè)階段的不同數(shù)據(jù)，通過對低中高三個(gè)不同段位的分析，判斷其故障出現(xiàn)的位置，尤其要注意高頻時(shí)頻譜圖發(fā)生的變化。在振動(dòng)高頻時(shí)，對設(shè)備的影響達(dá)到最大。通常情況下，頻率發(fā)生變化主要受轉(zhuǎn)子影響，轉(zhuǎn)子運(yùn)行不平衡可能使設(shè)備發(fā)生故障[3]。設(shè)備振動(dòng)低頻時(shí)，其故障主要是喘振，高頻時(shí)，大多是由于聯(lián)軸器不對稱導(dǎo)致故障出現(xiàn)。隨著我國對煉化動(dòng)設(shè)備的診斷方式逐漸現(xiàn)代化，其應(yīng)用的范圍也會(huì)越來越廣泛。

結(jié)語：對于煉化動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測分析及故障診斷技術(shù)的發(fā)展，日漸呈現(xiàn)出智能化、實(shí)時(shí)化與網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，更要求操作人員實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行情況。由于設(shè)備操作過程復(fù)雜，需要對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并在診斷過程中取得成效，為設(shè)備維修提供具體依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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