环氧氯丙烷装置的状态监测管理

邵月奎

（天津渤天化工有限责任公司，天津 300045）

现代化工企业的发展已步入大型化，对机械设备的可靠性、可用性、维修性、经济性、安全性等都提出了更高的要求。因此设备管理已成大型化工企业内部管理不可或缺的重要组成部分。设备管理的关键是日常的基础管理，而基础管理的前提是设备日常的数据管理，特别对较大型的动转设备的管理其日常的运行状态的检测、监测是这些设备状态判定的基本的依据，是提高设备运行可靠性重要环节。

天津渤天化工有限责任公司环氧氯丙烷厂把设备诊断、设备修复、设备润滑作为设备管理的基础。对装置设备的状态监测管理是通过监测设备运行参数，检测设备基础数据进而掌握设备状态，早期发现故障及时分析故障原因，并预报故障发展趋势。通俗地讲它是给设备“定期体检”和“看病”，提高设备管理水平。

1 环氧氯丙烷设备的状态监测管理

环氧氯丙烷设备的状态监测管理包括状态监测、分析诊断、和治理预防。过去设备的维修基本处于事后维修（BM）或故障检修。为了逐步减少事后维修乃至完全跨入预防维修（PM），该公司开展了设备检测、监测工作，为设备诊断工作积累经验。

（1）状态监测。在设备运行中对能够直接、敏感反应设备运行状态的参数进行监测、记录，是分析、判断设备状态、诊断故障的基础；

（2）分析诊断。分析处理状态参数，诊断故障的原因、部位、程度，并预测设备的性能和故障发展的趋势。分析诊断方法有相对标准判别法、振动趋势分析法及频谱分析法等；

（3）治理预防。根据故障原因、部位、和危险程度，采取治理和预防措施。包括加强监测维持运行和停机检修。

状态监测故障诊断的目的为（1）及时发现设备故障隐患，避免设备主要部件损坏；（2）根据设备运行状态，适时检修，避免不必要的停机延长设备运行周期。

2 设备状态监测与故障诊断的基本程序

设备状态监测与故障诊断基本程序图见图1[1]。

图1 设备状态监测与故障诊断基本程序图

2.1 受控设备分类

A 类设备及主要设备是监测的主要对象，同时考虑以下几方面：设备停机损失、故障率、维修费用、备件获取的难易程度、和发生故障对人身的危害程度、检修历时等。根据以上条件对装置内的设备进行了分类，确定透平空气压缩机、螺杆压缩机、制冷机组等为A 类设备。

2.2 确定监测等级

根据设备重要性确定监测等级和诊断方式。对受控设备实行A、B、C 分类管理，A 类为关键设备，B类为主要设备，C 类为一般设备。根据重要性不同，规定相应的测定方式和管理方式。

2.3 确定监测标准

监测标准是对设备状况进行实时监测、状态判断、故障分析的技术准则，也是对监测进行组织管理的工作标准。监测标准包括以下几个方面。

（1）监测点。测量转轴振动（在线监测），一般是测量轴的径向振动。通常是在靠近轴承的一个平面内，相互垂直的两个方向，即两个测点相差90°，分别监测转轴振动。直接反应轴的振动，大型机组中使用；对机壳（轴承座）的振动测量（离线监测），中小型设备使用主要监测点包括：a.一般测量三个方向即水平、垂直、轴向的振动，并对每个测点编号；b.测点一经确定，应做好标记，测点的位置一定要固定不变，如果偏离高频信号离散度高。

（2）监测方法。对每项监测项目应有确定的方法和相应的器具（如使用红外测温仪监测轴承温度，现场仪表记录压力、流量，使用测振仪监测振动）。

（3）状态判断标准。状态判断标准是发现设备早期故障的关键，也是难点。判定标准大致分为绝对标准、相对标准。

3 环氧装置设备状态管理的应用实例[2]

3.1 制冷机组的状态监测管理

在实际管理中发现振动加速度对高频振动敏感，可度量分析滚动轴承损坏、往复式压缩机损坏等高频故障。

LS6F2W10型制冷机组（滚动轴承）：将压缩机前后轴承处设定为监测点。监测显示加速度最大增至80.2 cm/s2，停机拆检发现因润滑油中含水量过高，导致润滑不良轴承磨损严重，修复并更换润滑油后各测点振动降至正常值。制冷机组检修后轴承监测数据表见表1。

由表1可以看到，检修前后速度、位移数值略有降低，加速度值对轴承损坏故障敏感，检修后大幅降低。由此我们对于滚动轴承加速度变化加强了监测，并制订了日常考核标准，以此判断运行状态，及设备运行质量。同时因为任何复杂的周期振动信号幅值都是各次谐波幅值分量之和，而加速度各次谐波幅值分量与其频率的平方成正比，所以设备实际运行中加速度值在一定范围内波动属正常。根据经验当加速度值增至基准级值（即在相同工况下设备运行正常时，对设备同一部位进行测量，并把其中大多数较低振动级值的平均值作为基准级值）的三四倍时应及时检修。

表1 制冷机组检修前后轴承监测数据表

3.2 屏蔽泵的状态监测管理

屏蔽泵使用滑动轴承，其振动频率在1 kHz 以下。采用旋转机械振动烈度即振动速度均方根值Vrms 作为评定标准，分析低频故障。

F41-217H4M-020431-B 型屏蔽泵（功率22 kW，工频50 Hz）轴承为石墨滑动轴承，监测发现前轴承Vrms 值稳定，后轴承水平和垂直向振动Vrms 均呈增大趋势，数值相当，频谱图类似。对后轴承水平向振动时域波细化和幅值谱分析分别见图2和图3。

屏蔽泵石墨轴承磨损故障特征：水平向垂直向振动Vrms 同时增大，且频谱图相似，振动加速度变化不大；时域波细化图为正弦波，时间间隔20 ms，与工频相同，特征频率为工频。

图2 （振动正常时频谱图）

图3 （振动增大后频谱图）

4 结语

按状态监测诊断实施过程进行资料整理归档，建立起监测、诊断、检修、修订的循环运作机制，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，环氧氯丙烷装置状态监测管理已日趋成熟，逐步实现设备状态检修。

［1］岑汉利.化工机械测试技术.化学工业出版社，1989，6－9，49－52.

［2］王江萍.机械设备故障诊断技术及应用.西北工业大学出版社，2001，25－32，53－60，133－145.