石油化工设备运行过程中状态监测预警系统研究

石油化工设备运行过程中的状态监测预警系统研究

摘要：随着科学技术的进步，国内外设备诊断技术得到了迅猛的发展，并越来越广泛地应用于实践。所谓设备诊断技术，是指利用现代的技术手段和方法，掌握设备的在线状态量，对设备的异常或故障原因及其发展趋势进行预测的技术，它可以在不分解设备或不破坏设备的情况下，定量地掌握作用于设备的应力、设备的劣化程度、设备（零部件）的强度和性能，预测设备（零部件）的寿命和可靠性等。

关键词：石化设备；状态检测；预警系统；劣化程度；可靠性；信息处理；监测等级

1引言

在石油化工行业，设备的可靠性的地位极其重要，应用状态监测诊断技术可以在设备运行中或基本不拆卸全部设备的情况下，应用仪器、仪表等专门的监测手段，对设备进行故障诊断，从而掌握其运行状态，找出产生故障的部位和原因，对设备下一步运行和维修提出建议，通过监测报告，选择合适的维修方式，从而确保设备运行的可靠，提高设备的可靠性。

2系统功能

状态监测预警系统应具备如下功能：

⑴设备基础资料管理功能。包括设备设计、制造、安装、试运的原始数据，运行修理记录，缺陷处理记录，现有缺陷记录等。

⑵设备重要性分级功能。系统能根据设定的分级标准对系统管理

的设备进行自动分级归类。

⑶数据录入功能。系统对采集的设备状态信息、数据的录入应方便、快捷。

⑷信息处理功能。对于每一类设备的监测参数都制定了相应的判定标准，如振动值的振幅、温度的梯度等，当数据录入后，系统自动地对录入信息进行加工处理，并结合以往的数据与设定标准进行比较。

⑸存储功能。系统应有足够的空间对基础数据、监测数据、分析结果进行存储。

⑹预警系统。根据设备状态监测诊断标准，系统对数据、信息进行加工的基础上能够及时反映设备运行状态，对下一步的维修工作提出建议，对设备进行综合评价，可以是监护运行、择机维修、定期维修（明确时间），并能提出需维修更换部件的内容等。

⑺报表功能。系统定期对全厂设备运行状态和有缺陷需要择期（1月内）修理的设备打印出报表，供设备管理人员决策、安排。

3系统的分析

状态监测故障诊断技术是设备管理现代化的一种重要手段。为了达到监测诊断的预期效果，必须建立一套完整的规范的运作程序，充分依靠计算机技术，建立状态监测预警系统。设备故障状态监测诊断系统的执行程序，目前在国内外曾研究提出过多种模式。但归纳起来，基本的程序应当包括：选择受控设备、确定监测等级、建立预知维修体系、制定监测标准实施监测诊断、提出预警报告，缺

陷的治理等基本环节。

3.1选择受控设备

开展状态监测故障诊断工作，首先要合理选择受控对象。由于设备结构的多样化，构成设备的零部件的使用寿命不同，发生故障的几率相差很大，且由于设备功能不同，对企业生产和效益影响程度也不同。对于安全可靠性高的设备，开展状态监测故障诊断实际意义不大。选择时，应首先对设备逐台进行风险性分析，选择危险性高、发生故障损失大的设备作为监测诊断的受控对象。

一般应考虑以下几个方面因素：⑴机器停机损失（生产损失）；

⑵机器的故障率；⑶机器的维修费用；⑷备件获取的难易程度；⑸发生故障对人身安全的威胁程度。

根据这些因素，选择受控设备应组成专家小组（风险评估小组），将企业所有设备重新建帐登记。内容包括：设备位号、设备名称、设备的主要参数、设备性质等，以便专家小组能准确评估设备的风险等级，决定是否对该设备进行监控。

3.2确定监测等级

设备监测的重要性等级划分和确定，目的是为监测诊断方式的选择确定提供依据。划分时可根据实际情况，对监测诊断受控设备实行abc分级管理，a级为关键设备，b级为重要设备，c级为一般设备。根据设备重要性质的不同，规定相应的测定方式和管理方法。设备监测重要性分级在选择受控设备时同时进行，在专家组风险评估过程中，风险系数在0.9-1.0之间的为a类；0.7-0.9的为b

类；0.3-0.7的为c类。

设备的运行状态可分为正常、报警、危险运行和停机状态。状态监测预警就是要对设备运行状态进行监测，在设备达到停机状态前对其采取措施恢复。异常状态是指设备超出正常运行监测指标，但是还未达到对设备造成危害的状态。

3.3建立预知维修体系

状态监测故障诊断工作的实施要靠一定的管理机构和适合的网

络实现，所以应建立一套完善的预知维修体系。作为一个企业首先应建立管理机构，明确各自的职责。具体的机构应该是由公司主管、设备管理部门、生产车间（以设备主任为主）、维护修理车间组成一”直线职能”式机构，各自职责明确。

监测故障诊断网络是应用计算机网络与数据库技术，对所采集的状态监测数据进行存储、加工、分析，并提供分析报告的技术。监测系统的建立要统筹规划，保持全局平衡，避免低水平的重复投资和资源共享水平。内容包括网络系统建设、软件开发、数据的采集、数据分析处理以及监测分析报告等。

3.4制定监测标准

状态监测故障诊断工作中，一个重要的环节就是要对每台受控设备制定监测标准，并按照标准对设备进行监测控制，确保设备处于良好状态。监测标准是对设备状况进行检查、判断、分析、评估的技术准则，也是对监测进行组织管理的工作标准，监测标准的内容包含以下五个方面。

⑴定部位：要明确指定设备的监测部位，按部位规定相应的检查项目和内容。

⑵定方法：对每项内容都应有明确的方法和相应的仪器。

⑶定标准：对每项内容都应有明确的劣化标准和状态极限。

⑷定人员：对每项内容都应有固定的人员负责。

⑸定周期：对每项内容都应有规定的监测间隔时间。

在监测标准的制定过程中，首先需要把握好科学性和实用性相结合的原则，力求做到项目部位清晰、检查方法适用、制定标准科学、人员分工明确、周期合理。其次是要建立起循环运作的机制，通过实践经验的不断积累，对监测标准内容反复修订，使其逐步得到完善。

3.5监测诊断的实施

监测诊断的实施应该按一定程序进行。首先应加强监测计划的管理，计划的制定应严格执行上述的”五定”标准，设备管理部门要对计划的执行情况进行定期考核。

对于状态监测的数据管理，采用信号分析技术、数据库技术和网络技术，建立一套”设备状态监测故障诊断综合信息系统”，使每台设备的静态数据和动态数据全面实现计算机管理。并在动态监测的基础上，实行”设备状态量化趋向管理”，即预警管理，对各项监测指标定期进行量化趋向分析。在设备出现异常运行状况时，实施”寻迹跟踪分析”和”精密诊断分析”，对设备的疑难问题组织相关企业的专家会诊，针对设备的损伤缺陷开展失效分析，形成一