金鑫

摘要：目前大部分化工企業(yè)關(guān)鍵機泵缺少狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，判斷故障的主要手段就是耳聽、手摸、紅外測溫、殼體測振等，很難預(yù)測和分析機泵存在的潛在故障，只能被動的非計劃性停車，對設(shè)備運行和連續(xù)性生產(chǎn)都十分不利，存在很大的安全隱患。一旦關(guān)鍵或危險介質(zhì)機泵發(fā)生故障，如抱軸、密封部件泄漏等，在監(jiān)護不到位的情況下，極容易導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)等事故的發(fā)生，不但給生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，而且危及在崗人員的生命安全。本文主要分析了泵振動監(jiān)測和起重設(shè)備前瞻性維護的管理水平。

關(guān)鍵詞：機泵振動;原因分析;狀態(tài)監(jiān)測;設(shè)備預(yù)知維修

引言

機泵占有非常重要的地位，也可以稱之為裝置的心臟，機泵運行能否在安全可靠的情況下進行，不僅對裝置正常生產(chǎn)起著十分關(guān)鍵作用，對裝置長周期的運行，以及節(jié)能降耗也同樣有著重要意義。因此，努力確保平隱安全的運行是維護檢修工作重要的內(nèi)容之一。

1、機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)

機泵群在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（ConditionMonitoringSystem，CMS）是對機泵旋轉(zhuǎn)部件進行振動監(jiān)測，通過對泵振動信號進行在線采集、處理和分析，可以及時檢測泵故障，評估泵的狀態(tài)，預(yù)測零部件的剩馀壽命，從而合理安排泵的維護工作，更好地保證泵的正常運行，節(jié)約維護成本。目前需要安裝在線振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以評估泵的狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)和跟蹤設(shè)備故障。該裝置應(yīng)具備在線故障監(jiān)測、及時故障檢測、故障等級分析和維修建議等功能，以確定更換壽命，避免過早更換部件。制定合理的批次更換維護計劃，減少單次更換造成的重復(fù)成本。

1.1系統(tǒng)總體架構(gòu)

該系統(tǒng)分為地方監(jiān)測和中央監(jiān)測兩個部分。泵電機水平振動側(cè)和驅(qū)動端水平振動側(cè)安裝加速度傳感器，通過振動監(jiān)測2300傳輸?shù)焦S網(wǎng)絡(luò)年齡進行數(shù)據(jù)采集，然后傳輸?shù)紻CS分布式控制系統(tǒng)和故障診斷分析軟件System1?Evolution上。

1.2硬件配置

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要由三部分組成，即數(shù)據(jù)采集無線傳感器、配電網(wǎng)無線網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。（1）無線電傳感器：這是一種無線監(jiān)測裝置，專為現(xiàn)場具有分散的測量點和復(fù)雜布線的設(shè)備而設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)振動信號和溫度信號的同時采集。振動信號包括速度、加速度和位移，數(shù)據(jù)采集是一種連續(xù)大小，今后可用于頻譜形態(tài)分析。數(shù)據(jù)采集后，監(jiān)測儀無線傳輸數(shù)據(jù)，避免了現(xiàn)場接線的繁瑣工作，大大降低了企業(yè)監(jiān)控設(shè)備的難度。（2）無線網(wǎng)關(guān)：是狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)無線監(jiān)測器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信。從無線監(jiān)視器接收振動和溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器;同時，它還可以從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接收指令并將其發(fā)送到無線監(jiān)視器。（3）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的自動存儲、自動分析和報警，對設(shè)備故障進行早期診斷和趨勢預(yù)測，并提供基于設(shè)備狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)和定量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以便進行前瞻性維護。

1.3軟件配置

監(jiān)測系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)平臺及其相應(yīng)的應(yīng)用軟件和組件，具備良好的開放性、擴展性、可靠性?；贚inux運行環(huán)境，采用SpringCloud微服務(wù)、多機群分布式架構(gòu)，內(nèi)部處理使用Spark、Redis等關(guān)鍵模組，利用Rabbitmq消息發(fā)布組件進行數(shù)據(jù)傳輸，支持流計算功能和具備水平擴展能力;采用關(guān)系型數(shù)據(jù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，支持不同格式的數(shù)據(jù)存儲和處理;支持運行TensorFlow庫、Mllib機器學(xué)習(xí)庫。可根據(jù)不同機泵及其運行特點，設(shè)定有效的故障報警門限值，具備泵群振動及溫度的趨勢、多數(shù)據(jù)獨立瀏覽、聲光報警等功能。功能包括：速度有效值（2Hz～1kHz）、加速度值、軸承溫度、軸承狀態(tài)，同時顯示上述功能的趨勢預(yù)警、閾值預(yù)警，實時顯示，歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)（自定義時間節(jié)點查詢）;具備豐富的數(shù)據(jù)分析功能，可以提供趨勢圖、時域波形、頻譜、包絡(luò)解調(diào)、多波形、多頻譜等多種分析譜圖。

2、機泵振動風(fēng)險管控措施

2.1加強機泵狀態(tài)檢測管理

各本地單位的泵操作員必須使用VM63（或BH550）振蕩器監(jiān)測泵的運行情況，每天對正在運行的泵進行一次全面檢查和巡邏，并建立檢查記錄，聯(lián)系當(dāng)?shù)貑挝坏脑O(shè)備管理人員和維修人員，以便在出現(xiàn)異常情況時根據(jù)設(shè)備的重要性及時進行診斷工作。各地區(qū)單位的設(shè)備工程師必須使用VM63（或BH550）振蕩器監(jiān)測泵的運行情況，每天對正在運行的泵進行一次離線檢查，在每周一下午6點前匯總上星期的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并以本周最高的測量值向移動司報告監(jiān)測數(shù)據(jù)。出現(xiàn)異常情況時，必須及時聯(lián)系當(dāng)?shù)貑挝坏脑O(shè)備管理人員和維修技術(shù)人員，根據(jù)設(shè)備的重要性進行診斷工作。上周的監(jiān)測數(shù)據(jù)每周一下午6點前匯總，發(fā)布分析報告，過度振動的設(shè)備及時與當(dāng)?shù)貑挝煌ㄐ沤鉀Q問題。

2.2軸心軌跡分析的應(yīng)用

軸相對于軸承座的運動軌跡直接反映了轉(zhuǎn)子的當(dāng)前運動狀態(tài)，并包含大量機械運行狀態(tài)信息。因此，軸軌跡分析是診斷泵故障的有效方法，可幫助診斷泵故障。分析定線軌跡可以確定探針的安裝方向不一定是振動最大的方向。也就是說，只有在單個探針信號之后，才可能低估轉(zhuǎn)子的實際振動，只有通過在軸位置上合成雙向探針信號，才能得到評估波振動所需的最大振動值。通過分析軌跡的形狀，可以知道轉(zhuǎn)子的應(yīng)力狀態(tài)，直觀區(qū)分不同類型的誤差。

2.3機泵健康分析系統(tǒng)的應(yīng)用

泵狀態(tài)分析系統(tǒng)是一個綜合振動分析軟件系統(tǒng)。為了準(zhǔn)確分析和診斷泵的狀態(tài)，選定的監(jiān)測指標(biāo)包括振動指數(shù)、溫度指數(shù)、電流指數(shù)、斑點檢查潤滑指數(shù)、運行時指數(shù)等。傳感器類型可分為：振動測量加速度傳感器、渦流傳感器、溫度測量溫度傳感器、電流測量霍爾傳感器等。主要針對原水泵站最常用的垂直傾斜泵。

2.4機泵振動評價

根據(jù)振動信號頻域和軸承參數(shù)的能量分布，確定是否存在故障以及故障來源。振動評價中，選擇上導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承徑向、軸向通和擺動的一些特征尺寸作為單個指標(biāo)，并以每個指標(biāo)的最高等級作為振動評價的等級。

結(jié)束語

采用在線監(jiān)測系統(tǒng)并比較實際應(yīng)用，在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠逐行逐段管理水泵維護，為設(shè)備的穩(wěn)定運行提供了強有力的保證，使設(shè)備長期安全平穩(wěn)運行。

參考文獻：

[1]李明輝，高航，王瑞金.催化裂化裝置關(guān)鍵機泵在線監(jiān)測技術(shù)研究及應(yīng)用[J].新型工業(yè)化，2020，10（4）：128-131.