石油化工行業(yè)機(jī)泵群設(shè)備故障監(jiān)測探討論文

　　摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、研究的不斷深入，我國石油化工行業(yè)也發(fā)生了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，近年來，為了及時(shí)的監(jiān)控石油化工行業(yè)內(nèi)機(jī)泵群設(shè)備的運(yùn)行狀況問題，檢測其運(yùn)行的狀態(tài)，及時(shí)的針對泵體內(nèi)部溫度過高、硬件損壞等問題對后續(xù)石油化工生產(chǎn)所帶來的負(fù)面影響做出應(yīng)對，成為了我國石油化工設(shè)備管理人員研究的重點(diǎn)。本文通過對現(xiàn)階段石油化工行業(yè)機(jī)泵群設(shè)備的故障監(jiān)測和定位技術(shù)進(jìn)行研究，根據(jù)各運(yùn)行機(jī)組的特征，設(shè)計(jì)了一系列能夠進(jìn)行機(jī)泵群組設(shè)備進(jìn)行檢測和定位的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對石油化工機(jī)泵群設(shè)備發(fā)生問題時(shí)的及時(shí)預(yù)警，以期為我國未來的石油化工發(fā)展做出理論貢獻(xiàn)。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)泵群設(shè)備；故障監(jiān)測；定位技術(shù)；研究及優(yōu)化

　　隨著我國石油化工行業(yè)發(fā)展的不斷深入，越來越多問題也逐漸顯露了出來，就目前來說，我國大部分石油化工其生產(chǎn)內(nèi)部存在較多的機(jī)泵群組，而這一部分機(jī)泵群組一方面為我國化工行業(yè)的發(fā)展提供著助力，另一方面也由于其分布范圍廣、周期長、管理監(jiān)督手段滯后等原因，致使其的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他類型的設(shè)備機(jī)組，與此同時(shí)，一旦機(jī)泵群發(fā)生的任何故障都會在很大程度上影響后續(xù)裝置的運(yùn)行，嚴(yán)重者更會造成設(shè)備停運(yùn)，從而在影響設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)導(dǎo)致安全隱患的頻發(fā)。由此，針對機(jī)泵群設(shè)備故障的檢測和定位的技術(shù)成為了實(shí)際運(yùn)行、管理環(huán)節(jié)不容小視的重點(diǎn)，針對這一問題，研究人員擬通過無線傳感技術(shù)在實(shí)際機(jī)泵設(shè)備故障進(jìn)行檢測和定位，從而及時(shí)的針對機(jī)泵群組設(shè)備在運(yùn)行過程中存在的問題及時(shí)的給予反饋，從而將其對整個(gè)設(shè)備的安全運(yùn)行影響降到最低。

　　1、機(jī)泵群設(shè)備故障監(jiān)測及定位技術(shù)的設(shè)計(jì)理念

　　隨著我國石油化工機(jī)泵群設(shè)備研究人員對于無線傳感技術(shù)研究的不斷深入，研究者們已經(jīng)逐漸可以將無線傳感技術(shù)切實(shí)的應(yīng)用在實(shí)際的機(jī)泵群故障監(jiān)測環(huán)節(jié)中，并將定位算法有機(jī)的結(jié)合在實(shí)際IDE監(jiān)測系統(tǒng)中。在傳統(tǒng)的監(jiān)測環(huán)節(jié)中，可以通過實(shí)際測算的節(jié)點(diǎn)與實(shí)際距離之間的關(guān)系進(jìn)行故障位置的測速。例如，在實(shí)際的監(jiān)測過程中由于該測量方法對于信號傳輸?shù)男枨罅亢蜏?zhǔn)確性要求較高，所以新型的定位算法應(yīng)允而出，現(xiàn)階段例如基于移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的定位算法、智能算法等都能夠針對故障點(diǎn)的監(jiān)控和定位做出較好的反饋。在這一大背景環(huán)境基礎(chǔ)上，本文結(jié)合了各種不同類型傳感設(shè)備對軸承轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、溫度等不同事項(xiàng)的反饋?zhàn)龀鲈\斷，進(jìn)而針對整個(gè)機(jī)泵群組的運(yùn)行狀態(tài)做出實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

　　2、機(jī)泵群設(shè)備故障監(jiān)測的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)實(shí)際的研究經(jīng)驗(yàn)，本文認(rèn)為在實(shí)際的石油化工行業(yè)中有關(guān)機(jī)泵群設(shè)備檢測的傳感網(wǎng)絡(luò)大都表現(xiàn)為點(diǎn)到點(diǎn)測量的控制系統(tǒng)，并結(jié)合DCS的測控輔助運(yùn)行的同時(shí)基于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總傳感器和無線傳感器的應(yīng)用四個(gè)階段。通常情況下，這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由三個(gè)層次共同組成，首先，是來源于信息收集層次的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，在這一結(jié)構(gòu)層次中，通過在系統(tǒng)中加設(shè)這對溫度情況、壓力變化以及運(yùn)行速率進(jìn)行測量的傳感設(shè)備，為后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測的同時(shí)搜集信息；與此同時(shí)，還可以在這一系統(tǒng)層次上加設(shè)一組超聲波收發(fā)裝置，并通過對超聲波反饋的信息和時(shí)間差異來進(jìn)行有關(guān)故障位置的測算工作。其次，就第二層來說，其作用是將第一層中所搜集的各個(gè)數(shù)據(jù)、參數(shù)進(jìn)行匯集上傳，并根據(jù)后續(xù)運(yùn)行、檢測的需要制成統(tǒng)計(jì)圖，從而監(jiān)視在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)的各部分的運(yùn)行狀態(tài)，并在某一傳感設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)的與節(jié)點(diǎn)上的信息相匹配，進(jìn)而想該系統(tǒng)的使用者們提供明晰的故障位置，便于后續(xù)維修工作的順利進(jìn)行。最后，便是針對數(shù)據(jù)進(jìn)行共享額第三階段，在這一環(huán)節(jié)中該系統(tǒng)可以將上述兩層系統(tǒng)搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和上傳，從而實(shí)現(xiàn)石油化工管理、監(jiān)控的智能性、及時(shí)性能力。例如，在實(shí)際的應(yīng)用中，一旦機(jī)泵群設(shè)備自發(fā)現(xiàn)實(shí)際的運(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時(shí)，便可以針對該問題發(fā)生的位置坐標(biāo)推送到遠(yuǎn)程管理、監(jiān)督人員的電腦中，使得其管理人員能夠及時(shí)的針對該位置區(qū)域進(jìn)行二次的篩檢，及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)。在這一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，可通過無線監(jiān)測器工作特性，一般可以選擇最靈敏且離振源最近的地方，例如，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可以選擇將其安置在機(jī)泵群設(shè)備的軸承位置，并將傳感器的底座固定在監(jiān)測位置，而后通過螺絲將傳感器連接在底座上進(jìn)行檢測。

　　3、機(jī)泵群設(shè)備故障定位技術(shù)的原理

　　針對機(jī)泵群設(shè)備的故障監(jiān)測及定位系統(tǒng)來說，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，傳感設(shè)備的反饋則與日常狀態(tài)下的反饋存在差異，并在超出預(yù)定數(shù)值是予以警報(bào)。本人認(rèn)為針對機(jī)泵群設(shè)備故障的定位基礎(chǔ)新生的Boundingbox和TODA方法相協(xié)同，并將針對機(jī)泵群設(shè)備故障的定位分為三個(gè)階段：首先，用TODA技術(shù)測量出定位系統(tǒng)內(nèi)各路由節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)距離；而后，針對未知的項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)進(jìn)行Boundingbox的算法定位，最后，再將最一開始的位置以泰勒數(shù)級的模式進(jìn)行估算，從而確定可能存在故障節(jié)點(diǎn)的位置情況。

　�。�1）在應(yīng)用TODA技術(shù)進(jìn)行距離檢測的階段。在實(shí)際的研究環(huán)節(jié)，本文將在傳感設(shè)備上安裝一套用以發(fā)射超聲波的儀器，進(jìn)而在機(jī)泵群設(shè)備上傳送出傳感信號后出現(xiàn)故障的超聲波和電磁波發(fā)出定位信號，而后該信號傳輸?shù)铰酚善髟O(shè)備，并在接受到信號后通過既定回路開啟定時(shí)裝置，并在收到超聲波信號的同時(shí)關(guān)閉定時(shí)設(shè)備，通過開啟和關(guān)閉兩個(gè)裝備之間的時(shí)間差，來估算發(fā)出異常信號區(qū)域的位置。例如，針對該距離監(jiān)測的計(jì)算公式為L=C*（T1-T2），其中T1通常情況下表示為實(shí)際回路中超聲波的接受時(shí)間，T2則為超聲波的接受時(shí)間，C為速度，則可求出L為實(shí)際的故障距離。

　�。�2）在boundingbox在實(shí)際定位技術(shù)中的應(yīng)用階段根據(jù)實(shí)際的研究經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行對系統(tǒng)回路中未知故障節(jié)點(diǎn)收到三個(gè)或三個(gè)以上錨節(jié)點(diǎn)距離情況的測算后，可以用過原有的三遍測量法則進(jìn)行針對機(jī)泵群設(shè)備故障位置的確定。但是這一測量模式大多數(shù)情況下會存在一定的誤差，使得其三點(diǎn)無法切實(shí)的進(jìn)行教會，所以，在進(jìn)行實(shí)際坐標(biāo)的計(jì)算時(shí)通常不應(yīng)用這一模式進(jìn)行有關(guān)確定，而是采用極大或及極小的模式進(jìn)行測算。例如，在進(jìn)行極大似然估算的過程中為了避免因原有浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算量較大等問題，轉(zhuǎn)而選用運(yùn)算相對較為便捷的Boundingbox計(jì)算方法，利用各浮點(diǎn)之間的鼓勵(lì)等因素從根的估計(jì)個(gè)標(biāo)點(diǎn)之間的關(guān)系情況，構(gòu)建限定的盒子的同時(shí)計(jì)算節(jié)點(diǎn)L的位置。

　�。�3）泰勒級數(shù)展開就泰勒級數(shù)來說，這種方法一種可以進(jìn)行迭代的遞進(jìn)類歸算法則，這種方法的應(yīng)用首先要知道初始節(jié)點(diǎn)位置的坐標(biāo)，并在進(jìn)行初始位置的選擇上選擇經(jīng)由恰當(dāng)方式所計(jì)算出的具備時(shí)效性、準(zhǔn)確性能級較高的初始位置。與此同時(shí)，為了減少在這一環(huán)節(jié)系統(tǒng)計(jì)算中的速率和復(fù)雜性情況，在實(shí)際的應(yīng)用中選擇了使用Boundingbox計(jì)算出的初始定位，而后針對性的應(yīng)用泰勒技術(shù)進(jìn)行了有關(guān)故障區(qū)域定位的二次計(jì)算，從而確定故障點(diǎn)的精準(zhǔn)坐標(biāo)。根據(jù)對上述三個(gè)基本項(xiàng)目原理的規(guī)劃，針對石油化工行業(yè)中的機(jī)泵組可以通過在廠區(qū)內(nèi)加設(shè)8-10個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的模式進(jìn)行測試，并在廠區(qū)內(nèi)均勻的設(shè)置五組傳感設(shè)施，根據(jù)測試，這一系統(tǒng)模式能夠在很大程度上優(yōu)化原有狀態(tài)下針對機(jī)泵群組內(nèi)的設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測，且能及時(shí)的給予相應(yīng)定位，從而幫助該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的落實(shí)。

　　4、結(jié)語

　　綜上所述，隨著我國石油化工行業(yè)發(fā)展的進(jìn)步，我國石油化工設(shè)備管理人員針對機(jī)泵群狀態(tài)的研究也逐漸的細(xì)化起來，如何針對其機(jī)泵群在實(shí)際應(yīng)用過程中存在的問題、發(fā)生的故障進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測和定位，進(jìn)而及時(shí)的予以適當(dāng)?shù)奶幚�，在初始階段便將問題對整個(gè)石油化工行業(yè)設(shè)備運(yùn)行中存在的影響降到最低，成為了我國石油化工設(shè)備管理者研究的重點(diǎn)。上文針對現(xiàn)階段我國石油化工行業(yè)中機(jī)泵群設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測不及時(shí)等問題作了研究，使其能夠通過對機(jī)泵群設(shè)備設(shè)計(jì)故障監(jiān)測工作，提高了石油化工行業(yè)中設(shè)備故障的檢測能力同時(shí)又提升了系統(tǒng)的可行性。

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