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『』状态监测与故障诊断技术在石化企业中的应用

石油、石化工业是连续性强、系统复杂、自动化程度高的大型化生产企业 ， 随着生产迅猛发展和生产运行影响越来越大 ， 停机损失对企业生产造成的危害也相对增加 ， 这一系列问题 ， 对设备安全提出了越来越高的要求 。掌握关键机械设备运行状态 ， 及早发现设备隐患 ， 及时采取必要的防范措施和对策 ， 实现 “以设备状态受控管理为基础 ， 预防维修为主线”的综合性维修模式 ， 因此 ， 加强设备状态监测 ， 提高故障诊断技术 ， 保证转动机组安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行 ， 深入开展石油石化行业关键设备安全运行研究是非常必要的 。
一、设备状态监测与故障诊断技术概述
设备的状态监测通常是指通过测定设备的某一特征参数（振动、温度、超声波等） ， 来检查其状态是否正常 ， 状态监测与故障诊断技术通过了解和掌握设备使用状态 ， 对设备可能要发生的或已经发生的故障进行预报、分析、判断 ， 确定故障性质、类别、程度、原因、部位 ， 指出故障发生和发展的趋势及后果 ， 提出控制故障继续发展的措施 ， 通过采取调整、维修、治理的对策消除故障 ， 最终使设备恢复正常状态 。
旋转设备振动监测诊断技术
振动信号分析技术是转动机械故障诊断中应用最广泛 ， 也是最行之有效的方法 。对转动设备的振动信号测试和分析 ， 可获得机体、转子或其他零件部位的振动量值、频率和相位三个要素 ， 经过对信号的分析处理与识别 ， 可能了解到机器的振动特点、结构强弱、振动来源 ， 故障部位和故障原因 ， 为诊断决策提供了依据 。因此 ， 利用振动信号诊断故障的技术应用最为普遍 。一方面 ， 振动是回转机械运行中的最主要问题 ， 另一方面振动信号包含了丰富的机械运行状态信息 ， 且信号易于拾取 ， 便于在不影响机器运行的情况下 ， 进行监测和诊断 。
（1）由机械振动引起的设备损坏率很高 ， 振动大即是设备有故障的表现 。据统计 ， 因各种原因引起的机械振动故障率达60%以上 ， 因此目前很多大中型企业的重要机泵设备 ， 都备有振动信号检测仪器 ， 进行离线或在线监测 ， 用以判断故障 ， 预报事故 。
（2） 振动信号中包含有丰富的机械状态信息量 。很多机器设计是否合理、零部件是否存在倾斜、制作和安装质量是否符合要求、运行操作是否合适、轴承等诸多原因造成的故障 ， 都能从振动状态信息中反映出来 。
（3）振动信号转变为电信号后 ， 便于进行数据处理与分析 ， 处理成为多种能够反映故障状态的特征信息谱图 ， 为进一步识别故障提供依据 。利用振动信号诊断设备故障已成为当前各种监测技术中的主要方法 。
2.往复压缩机状态监测技术
目前国内各领域旋转设备的状态监测与故障诊断技术的应用已较为普及 ， 往复机械的状态监测与故障诊断技术的研究与旋转设备相比起步较晚 ， 近10多年来 ， 国内许多科研院所也在该领域进行了大量的理论探所工作 ， 取得了可喜的成绩 。国内一些石化厂的大型往复式压缩机配备了在线监测系统 ， 离线监测系统据了解还没有普及应用 。
【『』状态监测与故障诊断技术在石化企业中的应用】往复式压缩机结构复杂、零部件较多 ， 运动过程中气阀的启、闭 ， 活塞、连杆、十字头往复运动时产生撞击和噪音 ， 并且各气缸之间的撞击和噪声相互干扰 ， 如果采用常规频谱分析的手段 ， 频谱图上将呈现连续而密集的宽带谱线 ， 故障特征信息被背景噪声所湮没 ， 难以提取和识别 ， 而且振动对气体泄漏也不敏感 ， 冲击、漏气和摩擦是往复机械最主要的信号类型 。
往复机械与旋转设备故障诊断不同的是 ， 不再局限于振动分析作为唯一的测试手段 ， 不再以振幅的高低作为判断故障的依据 。往复设备监测与诊断的基本理念是：根据不同事件所产生的特征信号不同 ， 采取不同的监测手段及频率分析范围 ， 去除噪声干挠 ， 准确提取故障特征信号 。通过监测相对于曲轴转角的压力、振动、超声波信号 ， 将各类事件如气门开启与关闭、气缸压缩与膨胀和监测信号对应起来 ， 从而更加有效地分析和判断事件具体性质 ， 得到有价值的信息 。


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