成品油長輸管道系統(tǒng)中輸油泵故障診斷技術應用研究

郭廣宗

中國石化銷售有限公司華北分公司石家莊輸油管理處搶維修隊，河北石家莊 050000

長輸管道系統(tǒng)中輸油泵的性能質量，對于成品油的輸送質量、效率有著重要的影響，一旦輸油泵出現(xiàn)嚴重的故障，將會導致管道無法正常輸油，給石油企業(yè)的經(jīng)濟收益和環(huán)境質量會造成較大的不利影響。因此，在管道運輸中，工作人員需要使用現(xiàn)代化的技術手段，對輸油泵的應用情況定期進行故障檢查，可以有效地發(fā)現(xiàn)輸油泵存在的具體問題，或者提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時采取措施進行處理和故障規(guī)避，以此，降低故障問題的嚴重程度和減少故障的發(fā)生率，保障成品油的正常輸送，促使石油企業(yè)經(jīng)濟收益顯著提高。

1 輸油泵故障問題分析

管道系統(tǒng)中的輸油泵在運行期間，電動機和泵軸等元器件，需要通過聯(lián)軸器進行連接和保護，以此使得輸油泵可以正常運轉。但是，長輸管道系統(tǒng)在應用時，由于跨越的區(qū)域比較廣，管道架設的公里數(shù)較長，致使輸油泵發(fā)熱問題和震動問題嚴重，使得輸油泵使用中存在較多的隱患問題，長時間使用后輸油泵會發(fā)生故障。輸油泵使用中，由于設備的平衡性未及時處理，轉子裝置在長時間的震動下，會發(fā)生軸向的變化，致使軸承等裝置受損，產(chǎn)生異常的噪音。同時，輸油泵在長時間異常狀態(tài)下運行，易使得氣蝕、葉輪受損問題的發(fā)生，輸油質量受影響。因此，設備檢測人員在故障問題的檢測中，需要重點對轉子位置進行故障排查。

2 故障診斷技術在輸油管道運行中應用的分析

2.1 確定檢測點

在對輸油泵進行質量的檢查時，檢測人員需要對使用的所有輸油泵的結構、參數(shù)、安裝的具體位置等信息進行提前了解和把握，以此確定檢測位置，最終確定的檢測點數(shù)量要少，才可以對整個輸油管道上的所有輸油泵進行有效的檢測。較少的測量點，可以明顯地減少多個測點檢測時造成的參數(shù)誤差問題，使得測量的參數(shù)可以準確顯示當前該區(qū)域管道的具體輸油情況；同時可以使得檢測信號在傳輸階段所受的干擾較少，信號傳輸質量較高；可以通過檢測人員的檢查工作，來對目前管道系統(tǒng)中設置的輸油泵裝置的合理性進行調查，以便在該裝置出現(xiàn)故障問題后，可以盡快確定拆除方案，進行維修養(yǎng)護處理[1]。

2.2 振動分析

根據(jù)檢測信號獲得的故障檢測信息，可知振動異常問題有著較高的發(fā)生率，因此在該問題的判斷中，可以使用絕對標準判斷法進行分析，檢測人員可以在輸油泵運行的各個環(huán)節(jié)中，選擇任意一個檢測點，進行運行振動問題的檢查。檢測完畢后，對測試數(shù)據(jù)結果進行分析，首先將輸油泵安裝時說明書中標注的運行參數(shù)作為對照數(shù)據(jù)，與輸油泵運行時檢測的數(shù)據(jù)進行對比，如果檢測數(shù)值與對照值相差不大，表明設備運行狀態(tài)正常，不存在故障問題；如果兩項數(shù)據(jù)值之間有著較大的差異性，這就需要故障檢測人員根據(jù)具體的檢測點，找到相對應的輸油泵進行故障的檢查[2]。針對檢測中出現(xiàn)的振動問題，實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)值遠遠高于對照值的三倍及以上時，表明該裝置運行振動異常，檢測人員需要及時到故障區(qū)域查找原因，進行有效的處理。根據(jù)運行參數(shù)判定故障，得出的結果較為精確[3]。此外，在常規(guī)情況下，輸油泵使用時共計有兩組輸油泵機組共同進行工作，如果存在振動問題，可以對兩個機組的運行參數(shù)進行檢測分析，如果兩組的參數(shù)不一致，即可對參數(shù)異常的輸油泵機組進行參數(shù)分析，由此可以盡快找到故障存在的位置，使其可以在較短的時間內被快速的處理，因此該振動故障判斷的方法，使得工作人員的工作量大大的降低，石油運輸?shù)膿p失減少。

2.3 技術應用

2.3.1 故障隔離診斷技術

對于輸油泵運行時的部分振動問題，借助于參數(shù)對比可以有效的定位問題發(fā)生時的具體區(qū)域，但是一些振動問題的發(fā)生原因非常復雜，僅根據(jù)參數(shù)易出現(xiàn)診斷的誤差，因此在對此類較難確定位置的故障，可以采用故障隔離手段，來對問題進行推理分析，確定具體的區(qū)域。輸油泵運行時，會產(chǎn)生較多的信號，多個信號在同一區(qū)域內的運行，相互之間會產(chǎn)生嚴重的干擾，因此在故障診斷時，可以先拆卸聯(lián)軸器，對電動機的運行質量進行測試。如果電動機不存在問題，即表明故障區(qū)域發(fā)生在聯(lián)軸器區(qū)域；如果聯(lián)軸器測試正常，即為輸油泵的故障問題[4]。

2.3.2 頻譜分析診斷技術

該種診斷技術，在現(xiàn)階段輸油泵的問題檢查中應用較多，檢測時依據(jù)的標準是輸油泵的振動信號。輸油泵運行中，內部包含著的各個元器件均可以通過信號檢測獲得頻譜圖，且每個元器件的信號頻率表現(xiàn)差異大，因此，工作人員可以根據(jù)各項信號表現(xiàn)，分析輸油泵是否存在故障問題。如果設備存在問題，輸油泵的平衡性會失調，如果未及時進行處理，失衡條件下的輸油泵轉子的軸向會發(fā)生變化，從而使軸承出現(xiàn)問題。應用該法分析故障時，可以根據(jù)元器件運行時的主要頻率，分析平衡性，確定故障原因，對轉子軸向進行調整，促使輸油泵主要頻率運行的平衡[5]。

2.3.3 時域波形診斷技術

輸油泵的故障問題，除了設備本身性能不良所致的問題，運行中的電氣因素也會導致設備出現(xiàn)故障，因此在檢測之前，工作人員首先需要對導致故障發(fā)生的方向進行研究，根據(jù)相應方向查找故障原因。應用該技術手段進行電氣故障查找時，工作人員需要對輸油泵進行斷電處理，根據(jù)此時的時域波形分析變化的趨勢表現(xiàn)，如果波形的變化幅度較大，且最終的波形停留在0值時，則表明是電氣問題所致的故障；如果波形呈現(xiàn)幅度的緩慢下降，則為另一種故障。同時，如果輸油泵機組一直處于運行的狀態(tài)下檢測時，可以分析設備的振動信號，電氣故障下的信號頻率遠遠的超過電源頻率，機械故障下信號頻率變化遠低于電源頻率[6]。因此時域波形診斷時，工作人員可以應用上述兩種方法進行具體問題的發(fā)現(xiàn)研究。

2.3.4 時域指針方向對比診斷技術

設備在發(fā)生故障問題后，會產(chǎn)生較多的激振力，進而導致有明顯差異的振動出現(xiàn)，設置檢測點對激振力進行檢測時，結果表明，處于不同檢測點的激振力對于各個區(qū)域輸油泵振動的影響結果各有不同，使得時域指針的結果也有著極大的差異性。檢測人員根據(jù)振動時的水平、豎直方向變化情況，可以進行具體的分析，其中設備的地腳松動后，處于豎直方向的值，會有增大的表現(xiàn)[7]。

2.3.5 沖擊脈沖診斷技術

存在異常的輸油泵在運行中，設備的各個元器件之間會發(fā)生碰撞，因此，工作人員可以使用沖擊脈沖法，來對碰撞之后產(chǎn)生的沖擊波進行檢測，以此獲得沖擊波值。該項檢測值有著高低的巨大差異，工作人員可以對各項值之間的關系進行分析，即可確定問題。在目前的輸油泵故障的沖擊脈沖診斷技術應用中，可以對大部分問題提前發(fā)現(xiàn)，且正確率非常高。

3 結語

成品油長輸油管道系統(tǒng)，在實際運行的過程中輸油泵在多種因素的影響下，易出現(xiàn)故障問題，使得石油企業(yè)的油品輸送質量難以獲得有效的保障。現(xiàn)階段，對于輸油泵的故障問題，可以使用多種方法來診斷，但是每一種方法的診斷效果和價值差異性非常大，需要檢測人員在輸油泵故障的檢測中，對各種方法的利弊均要有所了解，進而結合實際的輸油泵安裝情況，選擇最恰當?shù)姆椒ㄟM行問題檢測，以此來將成品油順利的輸送到各個地區(qū)，將石油企業(yè)輸油過程中由于故障問題所致的經(jīng)濟損失降到最低。同時，石油企業(yè)需要在目前應用的技術基礎上，積極學習國外先進的故障檢測技術手段，以此來對使用的技術進行不斷的提高和改進。

[1] 李金龍，陳久龍.輸油泵機組聯(lián)軸器故障診斷與處理[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（14）：149.

[2] 董奕平，侯旭.輸油泵機組故障在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J].化工管理，2016（11）：17.

[3] 王新龍. 輸油泵故障診斷系統(tǒng)設計與研究[D].青島：青島科技大學，2015.

[4] 田壘，劉軍輝，孫向東，等.狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)在輸油泵機組中的應用[J].當代化工，2015，44（3）：567-569，576.

[5] 李春興.原油集輸系統(tǒng)中輸油泵故障診斷技術的應用[J].硅谷，2014，7（15）：80，59.

[6] 牛進愛，李新林.輸油泵在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)[J].機械管理開發(fā)，2012（3）：112-114.

[7] 武萬，鄭倩穎.基于SCADA系統(tǒng)長輸管道輸油泵故障分析診斷系統(tǒng)的探究[J].中國石油和化工標準與質量，2011，31（8）：237-238.