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摘 要:输油泵的作用是保证柴油在低压油路内循环,并供应足够数量及一定压力的燃油给喷油泵,其输油量应为全负荷最大喷油量的3-4倍。输油泵分为齿轮式输油泵、膜片式输油泵、柱塞式输油泵、管道式输油泵等等,在我国有着广泛的应用。输油泵在使用过程中不可避免的会出现故障,导致相关企业经济损失,为此需要加强输油泵机组故障在线监测和诊断系统的开发工作。
关键词:输油泵机组;故障;在线监测;故障诊断
在目前的管道输送行业中,很多输油泵机组还是以“计划维修、人工巡检、定期保养”的方式来进行运输油品,不能实现远程在线监测和故障的分析诊断,使其效率很低。此外,仅仅依靠传统的方式进行数据的测量,特别是缺乏对机组的在线监测,无法做到及时进行早期的故障预防和维修,从而使得设备在日常的使用和维护时,不仅耗费大量的时间,而且影响油品输送的安全、可靠以及经济效益。因此,要做到以预防为主,对设备进行在线监测和故障分析是非常有必要的。
一、输油泵机组故障在线监测与诊断系统结构
该系统由现场仪表、前置信号调理器、机械状态数据采集器、短信平台、服务器、浏览站及监测诊断软件等组成,整体结构如图1所示。该系统能同时完成多路振动、温度、轴承包络、压力和流量等信号的采集、特征运算和数据传输,并将采集下来的数据全部实时显示出来。设定各个测点的报警值后,一旦某个测点数值超过报警值,系统可以自动保存此测点在该时刻的数据,以便事后作各种分析。系统可以实时显示运行机组振动的时域波形和频谱、滚动轴承包络谱等,提供在线实时的诊断分析工具。并通过局域网,将现场数据传输到远端中心服务器,实现资源信息共享。在远程监测终端,同样可以进行实时在线监测和分析。同时系统可以对保存的数据进行时域分析、频域分析、小波分析、趋势分析和故障分析,为准确定位油泵机组故障提供科学的理论依据。
二、状态监测与故障诊断系统的作用
其一,大大改善输油泵机组的维修性,为企业节省人力、财力。状态监测与故障诊断技术的应用极大的缩短了泵机组维修的过程,缩短了维修时间,延长零部件的使用寿命。同时故障诊断系统又能准确的指出故障发生的部位、故障类型甚至故障程度,从而降低对维修人员的技术要求;其二,提高输油泵机组的出勤率。在油品输送时,一旦泵停机,不光造成重大的安全隱患,同时还给企业造成大额经济损失。状态监测和故障诊断技术能减少输油泵机组维修停机时间;其三,防止泵因故障停机造成生产损失。据资料统计显示,50%左右的泵机组故障是由不正确的对中校准所导致,具有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应,如引起联轴偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形,导致机器发生异常振动,危害很大。目前,国内外一些大型的石油、石化企业已装有专门针对输油泵机组的状态监测与故障诊断系统并取得了显著的经济效益。
三、输油泵故障诊断方法
(一)时域分析法
时域分析通常包括波形分析、轴心轨迹分析和轴心位置分析等方法。时域分析法通过时域的参数指标,如均值、方差、偏斜度、分布密度、峰值、峭度、波形指标、裕度指标、脉冲指标等,对输油泵机组进行总体振级大小的定量分析,时域分析是一种最基本的分析方法,主要用于对故障的初步判定,这种方法简便、直观、便于理解。
(二)小波分析法
小波分析是为适应信号处理的实际需要而发展起来的一种时频分析方法,与传统的信号处理方法相比,小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化特征,可用于突变信号和非平稳信号的分析,这在泵的状态监测以及早期故障诊断中具有重要的意义。目前,小波分析方法已经在泵的故障特征提取中得到了研究和应用。
(三)包络解调分析法
输油泵在发生故障时会产生周期性的冲撞振动,振动的时间取决于冲撞力、质量、物理的减振特性和其他参数。因为冲击力使泵轴承结构产生共鸣,会产生与轴承共振频率有关的正弦波。包络解调分析法可有效识别某些冲击振动,从而定位出冲击振动的振源。包络解调法对输油泵轴承早期的诊断尤为有效,其核心为希尔伯特变换。
四、结语
综上所述,相比于传统的泵机组的管理模式,远程在线监测与故障诊断系统的运用能很大程度上提高运输油品的效率、减轻现场的维护工作量、减少劳动成本、降低设备的事故发生等。与此同时,该系统对于电力、冶金、水泥和钢铁等行业的高速旋转机组的运维管理也具有较高的应用价值及推广意义,从而最终帮助企业节省一定的成本,提高经济效益。
参考文献:
[1]董奕平,侯旭.输油泵机组故障在线监测与诊断系统的开发[J].化工管理,2016,11:17.
关键词:输油泵机组;故障;在线监测;故障诊断
在目前的管道输送行业中,很多输油泵机组还是以“计划维修、人工巡检、定期保养”的方式来进行运输油品,不能实现远程在线监测和故障的分析诊断,使其效率很低。此外,仅仅依靠传统的方式进行数据的测量,特别是缺乏对机组的在线监测,无法做到及时进行早期的故障预防和维修,从而使得设备在日常的使用和维护时,不仅耗费大量的时间,而且影响油品输送的安全、可靠以及经济效益。因此,要做到以预防为主,对设备进行在线监测和故障分析是非常有必要的。
一、输油泵机组故障在线监测与诊断系统结构
该系统由现场仪表、前置信号调理器、机械状态数据采集器、短信平台、服务器、浏览站及监测诊断软件等组成,整体结构如图1所示。该系统能同时完成多路振动、温度、轴承包络、压力和流量等信号的采集、特征运算和数据传输,并将采集下来的数据全部实时显示出来。设定各个测点的报警值后,一旦某个测点数值超过报警值,系统可以自动保存此测点在该时刻的数据,以便事后作各种分析。系统可以实时显示运行机组振动的时域波形和频谱、滚动轴承包络谱等,提供在线实时的诊断分析工具。并通过局域网,将现场数据传输到远端中心服务器,实现资源信息共享。在远程监测终端,同样可以进行实时在线监测和分析。同时系统可以对保存的数据进行时域分析、频域分析、小波分析、趋势分析和故障分析,为准确定位油泵机组故障提供科学的理论依据。
二、状态监测与故障诊断系统的作用
其一,大大改善输油泵机组的维修性,为企业节省人力、财力。状态监测与故障诊断技术的应用极大的缩短了泵机组维修的过程,缩短了维修时间,延长零部件的使用寿命。同时故障诊断系统又能准确的指出故障发生的部位、故障类型甚至故障程度,从而降低对维修人员的技术要求;其二,提高输油泵机组的出勤率。在油品输送时,一旦泵停机,不光造成重大的安全隱患,同时还给企业造成大额经济损失。状态监测和故障诊断技术能减少输油泵机组维修停机时间;其三,防止泵因故障停机造成生产损失。据资料统计显示,50%左右的泵机组故障是由不正确的对中校准所导致,具有不对中故障的转子系统在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应,如引起联轴偏转、轴承早期损坏、油膜失稳、轴弯曲变形,导致机器发生异常振动,危害很大。目前,国内外一些大型的石油、石化企业已装有专门针对输油泵机组的状态监测与故障诊断系统并取得了显著的经济效益。
三、输油泵故障诊断方法
(一)时域分析法
时域分析通常包括波形分析、轴心轨迹分析和轴心位置分析等方法。时域分析法通过时域的参数指标,如均值、方差、偏斜度、分布密度、峰值、峭度、波形指标、裕度指标、脉冲指标等,对输油泵机组进行总体振级大小的定量分析,时域分析是一种最基本的分析方法,主要用于对故障的初步判定,这种方法简便、直观、便于理解。
(二)小波分析法
小波分析是为适应信号处理的实际需要而发展起来的一种时频分析方法,与传统的信号处理方法相比,小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化特征,可用于突变信号和非平稳信号的分析,这在泵的状态监测以及早期故障诊断中具有重要的意义。目前,小波分析方法已经在泵的故障特征提取中得到了研究和应用。
(三)包络解调分析法
输油泵在发生故障时会产生周期性的冲撞振动,振动的时间取决于冲撞力、质量、物理的减振特性和其他参数。因为冲击力使泵轴承结构产生共鸣,会产生与轴承共振频率有关的正弦波。包络解调分析法可有效识别某些冲击振动,从而定位出冲击振动的振源。包络解调法对输油泵轴承早期的诊断尤为有效,其核心为希尔伯特变换。
四、结语
综上所述,相比于传统的泵机组的管理模式,远程在线监测与故障诊断系统的运用能很大程度上提高运输油品的效率、减轻现场的维护工作量、减少劳动成本、降低设备的事故发生等。与此同时,该系统对于电力、冶金、水泥和钢铁等行业的高速旋转机组的运维管理也具有较高的应用价值及推广意义,从而最终帮助企业节省一定的成本,提高经济效益。
参考文献:
[1]董奕平,侯旭.输油泵机组故障在线监测与诊断系统的开发[J].化工管理,2016,11:17.