智慧管道站場設備狀態監測分析

鄭磊

摘 要：在“全數字化移交、全智能化運營、全生命周期管理”的智慧管道建設過程中，針對站場設備狀態檢測需求，結合設備狀態監測所應用的物聯網、大數據、云計算、人工智能等信息技術和關鍵技術對其進行深入研究。通過研究表明，對于油氣管道站場設備而言，信息化監測技術的應用可以及時了解設備的運行狀況，及時發現設備的運用故障，并可以對設備未來的運行狀況進行有效的預測，相關研究為智慧管道關鍵設備狀態監測提供了技術方法。

關鍵詞：智慧管道;站場設備;狀態監測;關鍵技術

1 智慧管道站場設備狀態監測分析

智慧管道站場設備狀態監測的優勢主要集中在三個方面，首先，通過監測可以獲取各個設備的運行數據，從而了解各個設備的運行情況，為優化設備運行方案的制定奠定基礎;其次，通過實時監測可以及時獲取各個設備的故障信息，并能及時的查找故障原因，并采取有效措施解決故障問題;最后，將獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合，通過對數據的智能化分析、挖掘與決策達到對整個站場設備狀態的智能化監測，集中形成設備大數據庫，對設備狀態、設備出現故障的頻次進行系統性分析研究，對潛在風險進行智能化預測，從而準備相對應的預防性維護措施，提前預判，可以為未來一段時間設備的運行狀況和潛在風險進行智能化預測，從而為設備的下一步運行情況制定科學有效的管控方案，確保設備出現故障后可以第一時間有效處置，提高設備可靠性和使用率，從而實現設備狀態的智能監測、預防性維修及全生命周期管理。

2 智慧管道站場設備狀態監測關鍵技術

2.1 設備結構監測及損傷監測

設備結構監測方面的技術主要可以分為兩種類型，分別是模型修正技術和指紋分析技術。模型修正技術就是對設備日常運行過程中的振動情況進行監測，并與模型的計算結果進行實時對比，對設備運行產生的振動數據參數及頻率信息情況進行記錄和修正，從而得到設備運行過程中的結構變化信息，為確定設備的損傷情況奠定基礎;指紋分析技術就是通過尋找與結構動力學有關的設備運行指紋，通過對指紋的變化情況進行實時監測，從而獲取設備運行過程中的功率、應變以及頻率等信息。盡管這兩種技術在應用過程中的原理不同，但是都可以對設備的結構進行有效的監測，并可以為設備的損傷監測提供依據。

2.2 設備運行參數識別

常見的設備運行參數識別方法主要可以分為兩種類型，分別是頻域參數識別技術和時域參數識別技術，兩種技術分別可以從數據的變化頻率和時間角度對數據進行識別和判斷。在另一方面，參數識別技術還可以分為局部識別技術和整體識別技術兩種類型，其中，局部識別技術主要對設備的某一方面數據進行識別和處理，其識別和處理的精度都相對較高，但是識別效率相對較低;整體識別技術可以對設備產生的所有數據進行識別和處理，其精度相對較低，但是效率相對較高。綜合來說，每種參數識別技術都有自身的優勢和劣勢，未來如何整體考慮參數識別技術的優勢、克服參數識別技術的劣勢是重要的發展方向。

2.3 設備監測指標選擇

在對設備的運行狀態進行監測的過程中，主要監測哪些指標數據也是一項難點問題，由于設備產生的指標數據相對較多，數據面龐大，通過人工方式不可能對所有指標進行監測，同時，某些指標也不會對設備的安全及運行效率產生影響。一般情況下，各個站場設備的特點不同，所選擇的監測指標也存在區別，例如，對天然氣管道場站內的壓縮機而言，其壓縮效率、運行壓力、運行溫度等都是較為重要的指標，必須對這些數據進行監測，但是，由于壓縮機處于場站內部，且外壁已做好防腐措施，因此，壓縮機外壁的腐蝕指標相對而言并不重要，所以并不需要對這一指標進行實時監測。還有，原油成品油場站內的輸油主泵，其泵效率、運行壓力、運行溫度、泵軸震動、機械密封泄漏量、電機溫度、泵軸竄量等都是較為重要的指標，必須對這些數據進行監測。

3 站場關鍵設備狀態監測的現場應用

對于單體設備的智慧化管理，如輸油泵，借助于傳感器與信號采集存儲技術、信號特征值提取技術與故障識別模型，建立遠程數據監控平臺，對密封運行、健康狀態進行分析，通過預測性維護網絡化管理與大數據分析最終實現對機械密封的遠程狀態監測及全壽命周期健康管理，形成智慧設備的管理。

對于場站的智慧化建設，如場站水擊泄壓系統，從風險角度考慮，需增加設備狀態的監測，將水擊泄壓閥電動閥與儲罐液位進行聯鎖，判斷泄放量，進行參數識別與分析，當超過泄放量2倍、管線壓力低于運行壓力的1.1倍且不高于設計壓力時聯鎖關閉水擊泄壓閥前閥門，并發出報警。有儲油庫的場站可以考慮智慧化站庫建設，從站庫設備設施可靠性提升、安全環保角度出發，開展相應檢測、監測、自檢、預警等功能的改造，增加相應設備狀態監測功能，實現智慧化站庫的建設。

4 結論

綜上所述，結合“全數字化移交、全智能化運營、全生命周期管理”的智慧管道建設，對場站設備狀態監測提出了更高要求，通過研究可以從設備結構監測及損傷監測、設備運行參數識別以及設備監測指標選擇三個方面入手，分別對其進行深入研究，以此提高場站設備狀態監測水平，為推動油氣管道智慧化的進一步發展提供技術參考。

參考文獻：

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