DMS9000 在線監測系統在往復機上的應用

魏叢躍

（大慶煉化公司電儀運行中心，黑龍江大慶 163000）

0 引言

往復壓縮機（以下簡稱“往復機”）是石油和化工企業生產中的關鍵設備，主要是對氣體進行升壓。往復機的長周期可靠運行是石油化工企業連續生產至關重要的先決條件之一。由于往復機的結構和工況復雜，使得其在運行中故障率較高，應用在線監測診斷系統在往復機運行中掌握設備運行狀態，在不停機的狀態下判定產生故障的具體部位和故障類型，預知機組能否繼續運行，提供檢修依據，是有效防止事故和計劃外停機的重要手段。

2016 年，大慶煉化公司在煉油一廠汽柴油加氫裝置、聚丙烯廠二期聚丙烯裝置的9 臺往復式壓縮機上，安裝了圣力來DMS9000 狀態監測診斷系統。主要是在壓縮機上安裝位移、振動傳感器，將測得的十字頭振動、曲軸箱振動、缸頭振動、鍵相信號和從裝置DCS上取得的壓縮機級間排氣溫度、活塞桿沉降信號送至數據采集器，經專用網絡傳至服務器后，通過局域網實現在線監測與瀏覽。服務器通過網絡將機組振動原始數據傳送至大慶煉化公司大機組綜合診斷系統平臺、廠家監測服務平臺和中石油遠程監測及故障分析平臺，從而對機組運行數據進行自動存儲、管理和故障診斷（圖1）。

1 狀態監測診斷系統的組成及功能

1.1 系統組成

圣力來DMS9000 狀態監測診斷系統包括傳感器、現場防爆接線箱、監測系統機柜、信號安全柵、數據采集器、狀態監測診斷服務器（圖2）。傳感器的類別和用途見表1。

圖1 在線監測系統界面

圖2 系統組成

1.2 功能介紹

基于企業局域網的客戶端可在IE 瀏覽器的地址框內，輸入DMS9000 系統的IP 地址即可進入系統的歡迎界面，輸入相應的用戶名和密碼進行登錄，左側設備導航欄內按照專業廠、裝置找到相應的機組，點擊機組進入振動監測圖。

表1 傳感器的類別和用途

如果需要瀏覽趨勢，點擊主菜單的“數據庫（D）”的選項后，將進入DMS9000 系統的數據庫選擇菜單。DMS9000 系統提供的數據庫，根據監測需求可以查看以往數據和實時數據分別是實時數據庫和歷史數據庫，其中歷史數據庫根據監測密度又分為秒數據庫、分數據庫、時數據庫、日數據庫和周數據庫，用戶可根據需要進行選擇。當數據庫類別選擇后，DMS9000 監測系統以后的分析功能將基于所選定的數據庫的類別進行查閱。

通過設備“振動棒圖”對設備當前各部位總體振動水平了解以后，隨后想了解的就是設備各部位（通道）以前的振動狀態及其變化過程。首先希望能看一下設備總體（所有通道）的歷史振動變化情況，之后再從總體變化過程之中找出異常的重點信息進行詳細分析。DMS9000 在線狀態監測系統的各種振值變化趨勢曲線，是由眾多數據樣本的連線組成的，與DCS 中的變化趨勢不同。

如果想要詳細分析某一個通道的振動情況，可以在監測圖上直接點擊要分析的振動通道。在振動趨勢曲線圖上選擇要分析的數據監測點，彈出數據分析窗體（圖3），由用戶選擇數據分析的類別（可選擇時域波形或頻譜圖等），系統將以多窗口的形式給出所選功能的分析圖譜進行同時刻多功能分析。

圖3 圖譜功能選擇

例如波形頻譜圖（FFT）：在對振動信號進行分析時，在時域波形圖上可以得到一些相關的信息，如振幅、周期（即頻率）、相位和波形的形狀及其變化。這些數據有助于對振動起因的分析及振動機理的研究。因為一個復雜的非諧和的周期性的振動信號，可以用傅立葉級數展開的方法得到一系列的頻率成分。對振動波形進行FFT 處理，則得到振動的頻譜分布，即頻譜圖，該圖反映了振動的頻率結構。以頻譜圖為依據把頻譜上的每個頻譜分量與被監測的機組零部件對照起來，可以判斷故障的部位以及故障的原因、嚴重程度。

2 故障判斷方法及案例

設備常見的故障類型與特征如表2 所示。

表2 常見故障的類型與特征

故障案例：2019 年5 月13 日22：30，操作人員通過圣力來DMS9000 狀態監測診斷系統發現汽油加氫新氫壓縮機K101B一級活塞桿沉降量突然上升，由接班時的0.19 mm 上升至0.43 mm（報警值為0.48 mm），裝置立即組織切換至備機；23：30 完成切換工作，有效防止了因機組停機而導致裝置非計劃停工的事件。次日K101B 檢修打開缸蓋檢查發現，一、二級缸活塞支撐環都有較嚴重磨損，缸體內套筒完好未見磨損。經測量，一級缸活塞與缸體間隙由1.28 mm 降至0.05 mm，二級缸活塞與缸體間隙由1.25 mm降至0.3 mm。重新選擇活塞環、支撐環及填料的材質，并重新檢查壓縮機零件加工尺寸使之符合設計要求，直至故障解除。