基于風(fēng)險(xiǎn)管控的動(dòng)設(shè)備監(jiān)測(cè)體系化管理與應(yīng)用

何廣池，李 犇，興成宏

（中國(guó)石油遼陽(yáng)石化公司，遼寧遼陽(yáng) 111003）

0 引言

中國(guó)石油遼陽(yáng)石化公司已初步建立了設(shè)備管理體系，設(shè)備檢修采取了故障檢修、計(jì)劃?rùn)z修與預(yù)知檢修相結(jié)合的管理模式，但尚未引入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及與風(fēng)險(xiǎn)管理匹配的制度模式，管理模式相對(duì)落后，未能達(dá)到預(yù)期的目的和效果。2018 年，煉化分公司將全面推進(jìn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理作為工作要點(diǎn)之一，要求大力開(kāi)展長(zhǎng)周期運(yùn)行攻關(guān)，提升設(shè)備保障能力，強(qiáng)調(diào)要貫徹執(zhí)行雙重預(yù)防機(jī)制，構(gòu)筑安全防控的“籬笆”。

為了發(fā)揮狀態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)管理優(yōu)勢(shì)，提高機(jī)泵的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷能力，保證裝置生產(chǎn)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，公司于2018年成立了動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)專(zhuān)業(yè)管理部門(mén)，目前已為遼陽(yáng)石化公司各裝置提供了準(zhǔn)確的大機(jī)組及機(jī)泵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷信息及可靠的技術(shù)支持。近年來(lái)，公司機(jī)泵整體運(yùn)行較為平穩(wěn)，未發(fā)生因機(jī)泵超標(biāo)所引發(fā)的泄漏、著火、爆炸等事故。

1 主要措施及做法

（1）在日常設(shè)備管理工作中不斷健全狀態(tài)監(jiān)測(cè)管理體系，實(shí)施了機(jī)泵分級(jí)管理，采用“醫(yī)生+護(hù)士+專(zhuān)家”的管理模式，高效開(kāi)展機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作。采用前沿的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)SG 2000 機(jī)泵群無(wú)線云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、DMS 9000 分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及BH 5000 監(jiān)測(cè)診斷平臺(tái)，隨時(shí)隨地掌握設(shè)備運(yùn)行的第一手信息，機(jī)泵運(yùn)行信息得到有效管控，將機(jī)泵風(fēng)險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)。不斷轉(zhuǎn)變狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作管理思路，將設(shè)備運(yùn)行、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、維護(hù)檢修進(jìn)行一體化管理，狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作最終形成閉環(huán)管理。

（2）設(shè)備檢修以狀態(tài)檢修為主、故障檢修和計(jì)劃?rùn)z修為輔的管理模式，全面推進(jìn)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理。一是根據(jù)公司各屬地范圍內(nèi)機(jī)泵的設(shè)備服役時(shí)間、工藝重要程度、介質(zhì)物性和溫度、有無(wú)備機(jī)等情況，將機(jī)泵劃分為公司、生產(chǎn)廠和車(chē)間三級(jí)管理；二是根據(jù)GBT 29531—2013《泵的振動(dòng)測(cè)量與評(píng)價(jià)方法》適當(dāng)調(diào)整設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警值；三是對(duì)老舊設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量分析其使用情況，建立老舊設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)臺(tái)賬，對(duì)無(wú)備機(jī)的設(shè)備提升巡檢頻次，同時(shí)協(xié)助制定設(shè)備維修方案和監(jiān)護(hù)運(yùn)行方案；四是全年開(kāi)展三輪全覆蓋監(jiān)測(cè)，把握關(guān)鍵裝置關(guān)鍵機(jī)泵的振動(dòng)情況，切實(shí)提高風(fēng)險(xiǎn)管控能力，保障裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）實(shí)現(xiàn)企業(yè)“一張圖”可視化管理，通過(guò)企業(yè)廠區(qū)可視化和關(guān)鍵設(shè)備精細(xì)化建模，實(shí)現(xiàn)全廠的可視化展示，將設(shè)備狀態(tài)信息和報(bào)警信息以空間位置為橋梁進(jìn)行綜合集成和融合，通過(guò)全廠—裝置—設(shè)備的三級(jí)展示，實(shí)現(xiàn)從全廠視角快速總體把控各裝置/設(shè)備的運(yùn)行情況。以圖形界面展示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（監(jiān)測(cè)總數(shù)、報(bào)警、預(yù)警、停機(jī)、運(yùn)行、斷網(wǎng)），以柱狀圖展示振動(dòng)評(píng)級(jí)統(tǒng)計(jì)信息以及文檔類(lèi)統(tǒng)計(jì)信息。待辦事項(xiàng)信息能夠?qū)崿F(xiàn)跳轉(zhuǎn)，快速進(jìn)入報(bào)警處理中心流程。以可視化地圖方式進(jìn)行綜合展示和分析，為企業(yè)安全生產(chǎn)提供可視化查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和決策工具。可定位到單個(gè)裝置車(chē)間進(jìn)行設(shè)備級(jí)別的查看和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全廠狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息與企業(yè)管理的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)和智慧化管理，直接服務(wù)于企業(yè)安全生產(chǎn)指揮與決策。

（4）公司在實(shí)施轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)管理方面，不只是局限在關(guān)鍵或重要設(shè)備上，而是將管理理念和工作思路貫穿于設(shè)備管理全生命周期中。積極主導(dǎo)“管設(shè)備管設(shè)備運(yùn)行，管操作管設(shè)備維護(hù)”的全員全過(guò)程理念，摒棄傳統(tǒng)的“管設(shè)備就是管檢修”的做法，將設(shè)備運(yùn)行、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、維護(hù)檢修一體化管理。日常工作中突出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化及狀態(tài)監(jiān)測(cè)的早期預(yù)警管理，將數(shù)據(jù)及其交互納入到自動(dòng)化和信息化系統(tǒng)中來(lái)，不斷將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，使其從最底層的設(shè)備控制層向最上層的決策管理層的方向延伸。研究各種典型故障的機(jī)理，基于故障機(jī)理研究特定故障的特征提取算法，建立診斷規(guī)則，同時(shí)通過(guò)故障仿真信號(hào)和故障模擬試驗(yàn)，提取典型故障的高維特征集，開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)算法模型，以機(jī)理規(guī)則和模型數(shù)據(jù)雙驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵機(jī)組/機(jī)泵的智能診斷。

（5）在開(kāi)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)工作中，并沒(méi)有摒棄以前的事后維修、計(jì)劃?rùn)z修模式，而是形成了以預(yù)知維修為主、其他維修方式為輔的維修模式。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例進(jìn)行分析、總結(jié)，不斷學(xué)習(xí)，特別是積累設(shè)備管理中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)與監(jiān)測(cè)診斷有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。通過(guò)建立完善的設(shè)備監(jiān)測(cè)管理體系，根據(jù)設(shè)備介質(zhì)進(jìn)出口壓力、進(jìn)出口流量、進(jìn)出口溫度、電機(jī)電壓與電流等工藝參數(shù)，通過(guò)內(nèi)部算法獲得泵的揚(yáng)程、功率、效率，和汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、煙機(jī)等性能參數(shù)，根據(jù)工藝參數(shù)與性能參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的性能監(jiān)測(cè)與評(píng)估。設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)可以做到長(zhǎng)期統(tǒng)一的保存和管理，這些都有利于積累歷史經(jīng)驗(yàn)，利用數(shù)字的價(jià)值提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理體系的有效運(yùn)行，對(duì)公司維護(hù)設(shè)備的完好性、實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)知檢修起到了關(guān)鍵作用。

2 動(dòng)設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷應(yīng)用案例

尼龍部C 2102 機(jī)組從2021 年11 月初開(kāi)始，P2702X、P2702Y 測(cè)點(diǎn)（尾氣透平負(fù)荷端）振值出現(xiàn)頻繁波動(dòng)，機(jī)組振動(dòng)不穩(wěn)定已嚴(yán)重影響的裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到波動(dòng)最大振值分別為58 μm、70 μm（機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)振值分別為23 μm、26 μm），振值超過(guò)報(bào)警值，其他測(cè)點(diǎn)振值幾乎無(wú)變化。C 2102 機(jī)組概貌及測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖1。

圖1 尼龍部C 2102 機(jī)組概貌及測(cè)點(diǎn)位置

通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)圖譜分析，該測(cè)點(diǎn)頻率成分以工頻占主導(dǎo)，伴有一定的分頻及高頻成分，時(shí)域波形存在削波現(xiàn)象，軸心軌跡為尖峰橢圓。振值波動(dòng)時(shí)，進(jìn)動(dòng)方向發(fā)生改變，為反進(jìn)動(dòng)（圖2～圖4）。

圖2 P2702 測(cè)點(diǎn)頻譜

圖3 軸心軌跡

圖4 P2702 測(cè)點(diǎn)波形

結(jié)合機(jī)組歷史運(yùn)行狀態(tài)及故障現(xiàn)象，綜合分析認(rèn)為故障原因是異物沖擊透平轉(zhuǎn)子，引起高壓缸振動(dòng)。建議及時(shí)檢查尾透入口過(guò)濾網(wǎng)，目前機(jī)組運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)，偶有小幅度波動(dòng)。12 月中旬，檢查尾透入口過(guò)濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)上有異物附著堵塞（圖5），與診斷結(jié)論一致。更換濾網(wǎng)后，機(jī)組運(yùn)行正常，裝置避免了一次非計(jì)劃停車(chē)。

圖5 尾透入口濾網(wǎng)異物附著堵塞

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)動(dòng)設(shè)備監(jiān)測(cè)體系的管理與應(yīng)用，使企業(yè)改變了傳統(tǒng)的設(shè)備管理模式，向著全員生產(chǎn)維修體制邁進(jìn)。近年來(lái)公司因機(jī)械故障造成的關(guān)鍵機(jī)組災(zāi)害性事故顯著降低，智能故障預(yù)警、智能故障診斷分析技術(shù)不僅能使因機(jī)械故障造成的關(guān)鍵機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)事件顯著減少，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)故障的精確診斷、快速診斷。設(shè)備異常管理可視化、科學(xué)維修決策，減少了關(guān)鍵動(dòng)設(shè)備災(zāi)害性事故的發(fā)生，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，提升公司全域動(dòng)設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷智能化水平，推進(jìn)動(dòng)設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)管理。