房軍(中石化股份天津分公司煉油部聯(lián)合八車(chē)間，天津 300270)

石化企業(yè)機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

房軍(中石化股份天津分公司煉油部聯(lián)合八車(chē)間，天津 300270)

在天津石化“四年一修”、備件“零儲(chǔ)備”的新形勢(shì)下，故障診斷技術(shù)作為維修制度改革的技術(shù)基礎(chǔ)，它在避免設(shè)備事故、減少非計(jì)劃停工、縮短故障停機(jī)時(shí)間、優(yōu)化生產(chǎn)操作、降低維修費(fèi)用等方面，具有不可替代的重要作用。

監(jiān)測(cè)；振動(dòng)；圖譜 ；分析

1 機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的意義

機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠通過(guò)探頭實(shí)時(shí)采集機(jī)泵運(yùn)行數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行是否正常，如有異常，則分析診斷異常的原因、部位、嚴(yán)重程度，預(yù)測(cè)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，并提出針對(duì)性的操作和維修建議，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和預(yù)知維修，降低了維修成本，為裝置的平穩(wěn)運(yùn)行提供了有力保證。

2 機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

2.1 信號(hào)采集

機(jī)泵的振動(dòng)情況通過(guò)振動(dòng)探頭進(jìn)行采集。采樣的基本問(wèn)題是確定合理的采樣間隔(采樣頻率)和采樣長(zhǎng)度以保證采樣所得的數(shù)字信號(hào)能真實(shí)地代表原來(lái)的連續(xù)信號(hào)。

采樣頻率越高，采樣越密集；采樣長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所得數(shù)據(jù)量越大，所得的數(shù)字信號(hào)越逼近原信號(hào)。反之，頻率和長(zhǎng)度低到一定程度就會(huì)丟失或歪曲原來(lái)信號(hào)的信息。

2.2 機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常用圖譜

對(duì)信號(hào)的分析和處理有很多種方法，包括時(shí)域分析、頻譜分析、趨勢(shì)分析、瀑布圖分析、包絡(luò)解調(diào)分析等等。使用這些方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析的目的是從中提取出與設(shè)備運(yùn)行故障相關(guān)的特征信息，以達(dá)到判斷設(shè)備狀態(tài)、進(jìn)行故障分析的目的。

以下主要介紹幾種常用方法：

(1)時(shí)域分析。時(shí)域波形最直觀地展示了信號(hào)隨時(shí)間的變化，對(duì)于某些故障，其波形具有明顯的特征，通過(guò)時(shí)域波形可以直接看出周期信號(hào)、諧波信號(hào)、短脈沖信號(hào)、調(diào)制信號(hào)等，利用波形可以識(shí)別不平衡、共振、調(diào)制現(xiàn)象以及齒輪斷齒故障。

圖1 時(shí)域分析圖

(2)頻譜分析。頻譜是構(gòu)成信號(hào)的各頻率分量的集合，它完整地表示了信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)，即信號(hào)由哪些諧波組成，各諧波分量的幅值大小及初始相位，從而揭示了信號(hào)的頻率信息。

頻譜分析是設(shè)備故障診斷中用得最廣泛的信號(hào)處理方法。設(shè)備故障的發(fā)生、發(fā)展一般都會(huì)引起振動(dòng)頻率的變化。這種變化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是出現(xiàn)新的頻率成分，二是原有頻率的幅值增長(zhǎng)。

(3)趨勢(shì)分析。趨勢(shì)分析工具可以幫助我們迅速識(shí)別設(shè)備狀態(tài)，找到真正有問(wèn)題的設(shè)備，提高數(shù)據(jù)分析的效率，減少工作量。在幫助我們迅速找到有問(wèn)題的設(shè)備后，還可以對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行跟蹤分析，進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)報(bào)。

圖2 頻譜分析圖

3 機(jī)泵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)典型案例分析

2014年10月15日13：01中段回流泵P-106A H、3H、4H三個(gè)測(cè)點(diǎn)速度總值同時(shí)大幅上升，沖高回落，到16日：14：02再次沖高。

通過(guò)趨勢(shì)分析圖中的峭度指標(biāo)圖可以看出，在故障現(xiàn)象出現(xiàn)前，振動(dòng)幅值在某一時(shí)間點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始有了沖高的情況，沖擊能量較大。

通過(guò)趨勢(shì)分析圖中的歪度指標(biāo)圖，可以看出，在16日9時(shí)附近已低至谷底，說(shuō)明存在嚴(yán)重的振動(dòng)不對(duì)稱(chēng)，由此可以初步有松動(dòng)情況。

在16日14：00左右，3H點(diǎn)沖擊能量大幅上升，且在2倍頻(轉(zhuǎn)頻為50Hz)、4倍頻、6倍頻等偶數(shù)倍頻能量為主，3H點(diǎn)沖擊能量最大，3H點(diǎn)更靠近故障位置。基本判定，聯(lián)軸器出現(xiàn)問(wèn)題，最有可能的是疊片撕裂或螺栓松動(dòng)。

雖然現(xiàn)場(chǎng)并未發(fā)現(xiàn)明顯的故障現(xiàn)象，但在系統(tǒng)中有大量的故障信息，所以車(chē)間決定立即切泵，停機(jī)檢查。拆解后，發(fā)現(xiàn)碟片撕裂。更換疊片后，試運(yùn)機(jī)泵，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊信號(hào)消失。

4 結(jié)語(yǔ)

在天津石化“四年一修”、備件“零儲(chǔ)備”的新形勢(shì)下，設(shè)備診斷技術(shù)作為維修制度改革的技術(shù)基礎(chǔ)，它在避免設(shè)備事故、減少非計(jì)劃停工、縮短故障停機(jī)時(shí)間、優(yōu)化生產(chǎn)操作、降低維修費(fèi)用等方面，具有不可替代的重要作用。

但目前，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)覆蓋面較小，只覆蓋了關(guān)鍵裝置的關(guān)鍵機(jī)泵，同時(shí)，分析人員的診斷經(jīng)驗(yàn)較淺。為了適應(yīng)新形勢(shì)的需要，更大的發(fā)揮在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用，需要公司增加投資，擴(kuò)大覆蓋面，同時(shí)加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高分析、診斷能力，為安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。

[1]陳克興.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)[M]北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1991.

[2]屈梁生.機(jī)械故障診斷學(xué)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1986.