設備監測和故障診斷技術在天然氣凈化廠應用前景分析

陳星 宋永寧 魏巍 代有亮 曹國軍（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西榆林718500）

設備監測和故障診斷技術在天然氣凈化廠應用前景分析

陳星 宋永寧 魏巍 代有亮 曹國軍（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西榆林718500）

設備狀態監測和故障診斷技術是設備現代化管理的重要組成部分，對保證工廠正常運行起著至關重要的作用。本文重點闡述了天然氣凈化廠設備管理現狀，建議對生產任務重、設備種類多、設備運行年限長、設備維修管理主要以事后維修和定期維修的天然氣凈化廠使用設備監測和故障診斷技術，使設備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態監測為基礎的預防性維修。

狀態監測；故障診斷；預防性維修

1　狀態監測和故障診斷簡介

1.1概念

狀態監測和故障診斷，在設備運行中或基本不拆卸情況下，通過各種手段，掌握設備運行狀態，判定產生故障的部位和原因，并預測、預報設備未來的狀態。狀態監測是識別設備在運行過程中有無故障，明確故障的嚴重程度，做出故障趨勢分析，是一種簡易診斷；故障診斷是確定設備故障部位，確定故障原因，并提出維修建議，是一種精密診斷。

1.2目的

設備故障診斷主要是為了及時預防、診斷、消除設備故障，對設備運行進行必要指導。制定合理的監測維修制度，保證發揮最大設計能力的同時延長設備使用壽命，降低維護費用，通過監檢測、分析、性能評估等，為設備優化設計，合理制造及生產過程提供數據和信息。

2　應用背景

石油、化工、能源等行業許多設備如壓縮機、發電機、風機、水泵等都是生產線上關鍵設備，這些設備一旦發生故障停機，輕者影響產量，重者會導致整個生產線，整個裝置、整個工廠停止生產，由此看來，關鍵設備的安全、穩定、長周期、優質運行與企業的經濟效益息息相關。

我廠設備共計644臺，涉及設備多，管理難度大，近年來，部分設備、管線、閥門等腐蝕老化問題日益凸顯，由設備腐蝕失效導致裝置異常停車頻次上升，且部分生產設施已不滿足現行安全管理規范，需堅持開展隱患大排查，及時組織整改、治理。

我廠的設備維修主要以事后維修、定期維修為主，預測維修處于發展階段，目前用軸承故障分析儀每月對泵和電機進行監測。所謂事后維修是指設備運行至壞了之后才維修；定期維修是指按照預定的時間間隔或檢修周期，對設備做維修、調整和更換備件；預測維修是有計劃的對設備做檢查和測試，以確定其健康狀態，必要時才進行維修。因此，對一些重要裝置、關鍵設備、特殊部位進行檢測、跟蹤，將設備狀態監測與故障診斷工作推廣應用到工廠設備管理中顯得極為重要。

3　設備監測和診斷技術的分類和選用

3.1設備監測和診斷技術的分類和選用

設備在線監測與故障診斷技術以包括傳感器在內的儀器設備和計算機為技術手段，結合監測對象的特殊性，有針對性的對各設備運行參數進行連續監測，對設備運行狀態做出實時評估，對故障提前預報并做出診斷，變故障停機為計劃停機，減少停機或避免事故擴大化，對設備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態監測為基礎的預防性維修。常見的設備監測與診斷技術有計算機化的監測系統、表盤式的監測系統、數據采集器以及便攜測振表。

對于關鍵設備常常選用功能齊全、作用多、綜合性能強的計算機化的監測系統。天然氣凈化廠處于氣田的核心地位，天然氣凈化裝置運行的好壞直接關系著產品氣外輸是否合格，設備一旦出現故障對裝置影響較為嚴重，對此，對于關鍵設備多、重要設備多的天然氣凈化廠，選用計算機化的監測系統顯得尤為重要。

3.2計算機化的監測系統

以利用紅外檢測的計算機監測系統為例，該系統一般以查找發熱點的重要手段，利用紅外熱成像技術，它由計算機、熱成像儀、軟件分析系統三部分組成，該監測系統對溫度非常敏感，溫度感知范圍～273℃～+600℃［1］。

3.2.1檢測范圍

在運行過程中，能產生工作溫度，并由于缺陷導致溫度發生變化的在用設備設施均可列為檢測對象。主要類別包括：地面天然氣集輸、儲運設備設施、壓力容器、地面管道（離心泵、柱塞泵、壓縮機、儲油罐、沉降罐、分離器）；電氣設備設施（變壓器、配電設施、啟動柜、閘刀開關、高壓線路等）；動力設備（天然氣發電機、電機、輸油泵等）；其它運轉或運行過程中可以發出熱輻射的設備設施等。

慢性鼻竇炎伴鼻息肉形成的原因是多方面的，包括炎癥反應、變態反應及細胞因子、理化刺激及遺傳因素等影響。為了取得理想的療效，該病以手術治療為主，同時予以抗炎、抗感染、抗過敏等綜合治療。但目前該病仍未找到特效治療方法，復發率仍高達15%～46%[9]。因此，對于該病預防復發與提高療效同樣重要。

3.2.2檢測原理

設備不停產安全隱患監測系統其原理是利用熱成像儀捕捉設備不同部位溫差產生的紅外線來判斷設備的故障部位［2］，在設備運行過程中全面檢測設備溫度，將熱成像設備中錄入影像資料錄入數據庫利用軟件進行數據分析，及時發現靜設備點蝕、閥門內漏、動設備故障造成的局部溫度升高等現象，對設備進行狀態監測以及診斷分析，及時進行處理，防止設備事故的發生。

4　軸承故障分析儀（A30）在天然氣凈化廠的應用情況分析

4.1軸承故障分析儀簡介

軸承故障分析儀（A30）為雙通道數據采集器，使用SPM沖擊脈沖技術和振動技術對設備狀態進行診斷分析。SPM沖擊脈沖技術使用的是LR/HR技術，通過測量沖擊脈沖后得出LR、HR值。經過測量后LR、HR值跟系統的標準進行對比分析后，可以得出軸承的（A～D）4種運行狀態，狀態A指軸承狀態良好；狀態B指軸承潤滑不良，存在潤滑油缺乏、油膜過薄現象；狀態C表示儀器監測到較大的沖擊波，表面已經損壞；狀態D指監測到軸承損壞的典型信號。對這四種狀態儀器經過分析后，通過不同顏色反應出來。

4.2建立相關設備狀態監測制度

我們根據實際使用情況，先后對監測制度修改過3次，對監測的設備、測點的選擇、監測周期、人員的分工等都做了詳細的規定，確保監測的數據準確、有效。并且對監測出的異常數據的處理都做了相關要求，來確保狀態監測工作的進行。

4.3軸承振動監測數據庫的建立

5　狀態監測技術在天然氣凈化廠的應用存在問題分析

5.1沒有形成系統監測數據

通過軸承故障分析儀A30只對泵和軸承建立了數據庫，在廠內的應用可以看出，它作為設備簡易診斷儀器比較適用生產的要求，但對整個凈化廠，設備監測需要建立系統的包括各個裝置區的單臺設備的數據庫，對所有設備、電器元件以及容易腐蝕的管線部位進行監測，建立數據庫，使設備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態監測為基礎的預防性維修，我廠監測數據仍需進一步完善。

5.2受環境因素影響

一是環境溫度變化對監測數據存在影響，由于采取定時、定點、定設備的檢測方式，故隨著環境溫度的下降，檢測分析出的設備設施表面溫度數據持下降趨勢，對長期的比對檢測結果，分析設備運行情況造成影響。

二是受到有保溫層設備的影響，檢測效果可能不明顯。

三是設備在進行現場檢測時，如果畫面內同時出現高溫度和相對較低溫度的設備，存在較大溫度差，如果要檢測相對較低溫度的設備，會造成需要檢測的設備圖像模糊，成像困難。

6　結語

6.1對于生產任務重，設備設施多，運行年限長，設備維修管理主要以事后維修、定期維修的天然氣凈化廠，使用設備監測和故障診斷技術迫在眉睫，在設備管理中引進設備監測和故障診斷技術在天然氣凈化廠應用前景良好。

6.2對于天然氣凈化廠建議選取監測區域更為全面的監測和故障診斷手段專門負責設備、管線管理，形成數據庫，方便對各設備進行綜合對比分析，同時聯系上下游工藝，使設備的維修管理從計劃性維修、事故性維修逐步過渡到以狀態監測為基礎的預防性維修。

6.3由專門的部門進行集中管理，實行計劃管理，定時錄取基礎數據，定期分析，并形成分析報告，提前預判，減少因設備故障引起的停車次數，降低因系統停車造成的經濟損失。

［1］王鐵柱等，設備不停產安全隱患檢測系統在天然氣處理廠的應用，綠色石化創新集成效能提升～～寧夏青年科學家論壇石化專題論壇論文集，2015.

［2］于平等，設備運行狀態下安全隱患監測系統在電氣設備中的應用，安全，2014（3）：4～6.

3　結語

本文通過用石墨爐原子吸收光譜法對食品添加劑檸檬酸

陳星（1986-），女，漢族，陜西人，助理工程師，主要從事工藝技術工作。