状态监测技术在水处理关键设备中的应用

王 丹

(中海油节能环保服务有限公司，天津 300456)

状态监测技术在水处理关键设备中的应用

王 丹

(中海油节能环保服务有限公司，天津 300456)

随着经济的快速发展，人们对环境质量的要求进一步提高。近几年，我国相继建立了大量的污水处理装置，在污水处理装置运营过程中，做好污水处理装置主要设备的状态监测与维修维护，成为污水处理装置能够实现稳定运行，降低运行成本的关键因素之一。因此，本文对污水处理主要设备的状态监测技术应用情况进行分析探讨，做好污水处理主要设备的状态监测技术应用具有重要意义。

状态监测；水处理；关键设备

设备是现代化生产的物质技术基础，污水处理装置生产能否顺利进行，主要取决于机器设备的完善程度。污水处理装置有大量的处理工艺设施(或构筑物)和辅助生产设施。生产工艺设备如格栅、泵类、搅拌器、风机、空压机、加药设备、污泥浓缩脱水机、吸泥机、臭氧发生器、电动阀门等。这些工艺设备的故障将影响污水处理装置的运行或造成全厂的停运。

为加强设备管理，减少设备突发故障，延长设备使用寿命，降低成本，提高效率，需针对关键设备进行状态监测，提前发现设备故障征兆，把故障消除在萌芽状态，同时为设备维护维修提供科学合理的依据。

1 技术简介

状态监测技术是在设备管理和维修的基础上发展起来的，主要通过对动设备振动参数、性能参数、工艺参数等数据进行采集、监测、分析，评估设备当前状态正常或异常与故障之间的关系，及时掌握设备实际运行状态，对设备存在的潜在故障及时预警以预测未来发展趋势。

就其技术手段而言,已逐步形成包含振动监测、油样分析、温度监测和仿真建模等多参数为主的综合性分析监测技术。计算机硬件技术的发展以及软件技术的日新月异,极大地促进了信号分析与处理技术的提升,从而进一步推动了状态监测技术向着科学化和实用化的方向发展。

总之，通过状态监测技术的实施，对水处理关键设备如泵组和风机的潜在故障适时维护、维修，保证泵组和风机运行状态的稳定性与可靠性。

2 技术应用方式

状态监测技术作为一门综合性学科,经过几十年的发展,己初步形成了比较完整的科学体系。因设备结构、工况、安装、制造等因素存在差异或不同造成设备故障类型呈现出多样性，进而反映到设备状态参数变化存在多样性，因此设备在运行过程中，凡是能够反映设备状态和故障信息的状态参数，均可用来状态监测。

总结目前状态监测常用的技术、信息特征、涉及专项技术明细，详细见表1。

表1 设备状态监测的技术方法

表1(续)

3 技术应用范围

状态监测及故障诊断技术以现场生产需求为基础，以保证动设备安全、平稳运行为目标，为促进设备管理的提升提供核心数据。状态监测覆盖的设备类型与诊断的故障类别详见表2所示。

表2 状态监测覆盖的设备类型与诊断的故障类别

表2(续)

4 实施状态监测技术的目的及意义

4.1 实现设备故障早期预警，避免突发故障

污水厂装备日趋自动化、智能化，一旦发生故障可能导致污水厂停运，轻则影响污水处理效果，重则导致系统停机，甚至引起重大环境污染，对自然环境造成恶劣影响，甚至危及周围居民的生命安全，造成极其严重的后果。

实施状态监测可以对设备出现的故障进行早期预警，在故障的早期及时发现潜在故障，从而采取相应措施进行及时的维护保养，改善设备的运行状态，在设备出现严重故障之前进行预警、维护、维修，因此可以有效的避免设备事故的发生，减少事故的危害程度。

4.2 实现状态预知维修节约维修成本

设备状态监测技术的应用能够最终实现设备预知性维修。设备由事后维修到定期维修可能造成维修过剩或维修不足，而设备预知性维修主要以状态监测结论为维护/维修依据。根据参考文献《基于天然气压缩机性能监测的预知维修技术》，通过国内外大量实践证明，在状态监测系统上每投入1元钱,将产生40～60元的直接经济效益。

4.2.1 往复压缩机经济效益分析

据统计，国内某公司每年70%的设备维护预算用于燃气发动机-往复压缩机组的管理与维护，大量的费用被用于机组故障后的检维修与零部件更换，如发动机出现拉缸、撞缸故障，维修零部件成本在数十万元；如往复压缩机出现恶性故障导致火灾、爆炸事故，则经济损失无法估量。

据国内石油石化企业对更换零部件费用的统计，针对一台典型的进口中高压临氢类往复压缩机，不同情况下的检维修费用情况如表3所示。

表3 不同情况下的检维修费用情况

注：上述统计均针对零部件更换费用。

由于往复压缩机通常有备机，设备检维修人员对故障的预警诊断、预防检修不太重视。现场运行高峰期，一旦出现备机无法启机或备机与主机同时出现故障，将会导致生产停滞和严重的经济损失。

4.2.2 中国海油某作业公司关键机泵

中国海油作业公司某平台原油外输泵在实施状态监测技术前，每8000 h大修一次；实施状态监测以后，根据外输泵运行状态确定是否维修，其最长运行时间达到4万h，减少5次大修，单台设备节约维修费用累计约90万。

自2012年实施在线远程监测以来，某作业公司海上平台的168台关键机泵全面实现状态维修，节省维修费用近亿元。状态监测技术可以实现对故障进行溯源，使维修能够有的放矢，改变事后维修的落后模式，实现状态预知维修，节约大量维修资源。

4.2.3 转变动设备维修管理模式，提高设备的管理水平

中国海油某污水处理厂从2002年实施状态监测以来，其关键机泵运行完好率由86%稳步提升至96.8%，见图1；运行时效由26%稳步提高到48%(含备机)，见图2。改变了原有检维修模式的同时，促进关键动设备维修的多元化发展，真正实现“先检后修、检修结合、状态维护”的现代保运模式，有效提升设备管理水平，可获得可观的经济效益和社会效益。

图1 关键机泵运行完好率

图2 关键机泵运行时效

5 小结

本文从水处理主要设备的状态监测技术应用方式、范围和意义等角度为切入点，梳理、分析水处理主要设备的技术应用和获益情况，通过一些案例和数据分析，能为管理人员提供一些技术分析和管理决策支持。

[1] 盛兆顺.设备状态监测技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2] 夏季春,陈冠益.江南污水处理厂托管运营维修方案介绍[J]给水排水,2013(2):115-118.

[3] 张佳林.浅谈污水处理车间电气设备的维护及维修[J].科技论文与案例交流,2014(5):18-19.

[4] 曹国曦.污水厂离心泵的故障分析及其消除方法[J].企业技术开发,2016,35(5):99-100.

[5] 席玉洁.离心泵故障诊断专家系统的应用研究[D].北京：北京化工大学,2011.

[6] 孙椿年.日本污水厂鼓风机的选型与维护[J].给水排水,1999,25:69-71.

(本文文献格式：王 丹.状态监测技术在水处理关键设备中的应用[J].山东化工,2017,46(13):179-182.)

《山东化工》广告征订启事

《山东化工》创刊于1972年，是山东省唯一国内外公开发行的化工综合类期刊，国内统一刊号：CN37-1212/TQ,国际标准刊号：ISSN1008-021X。荣获全国石油和化学工业优秀期刊一等奖，是中国学术期刊综合评价数据库来源期刊，中国核心期刊(遴选)数据库收入期刊，美国化学文摘(CA)收入期刊，国家职称评定认可期刊。

发行量：《山东化工》发行综合指标在全国化工杂志中排名位居前列。用户分布在12个国家和地区，中国用户占80%，其中，华东、华北、华南及沿海地区的发行量超过50%，中西部地区及港、台占30%，发行综合指标在全国化工杂志中排名位居前列。

发行范围：石油化工、生物化工、医药化工、冶金化工、皮革化工、建材化工、造纸化工、食品化工、日用化工、燃气化工、煤化工、盐化工、轻化工、化工安全与环保、化工教育、化工设计、化工机械与装备、橡胶与轮胎工业、化肥农药、有机与无机、涂料与油墨、染料与颜料、助剂与添加剂、树脂与塑料、胶粘剂等学科和行业。

《山东化工》杂志已成为有关企业树立形象、宣传产品的强势媒体，鉴于《山东化工》在国内外的影响力和知名度，经上级主管部门批复同意，《山东化工》由月刊改为半月刊，自2015年1月开始，每月出版两期，全年为24期。

《山东化工》杂志广告事业部真诚向各位客户发出邀请，抢占杂志广告黄金版位，充分展示您的产品和企业形象，为您的企业扩大知名度和影响力尽我们绵薄之力。

山东省化工信息中心 《山东化工》编辑部

广告事业部负责人：谷建华

电话兼传真： 0531-86399780 13011708205 QQ:1097116984

地址：济南市文化东路80号 邮编：250014

邮箱：gjh@sdchem.net gjhjn@sina.com 网址：www.sdchem.net.cn

Application of Condition Monitoring Technology in Key Equipment of Water Treatment

WangDan

(CNOOC Energy Conservation and Environmental Protection Service Co.,Ltd., Tianjin 300456,China)

With the rapid development of economy,people's demand for environmental quality has been further improved. In recent years,a large number of sewage treatment plants have been established in China. During the operation of the sewage treatment plant,the condition monitoring and maintenance of the main equipment of the sewage treatment plant has become one of the key factors for the sewage treatment plant to achieve stable operation and reduce operating costs. Therefore,this paper analyzes and discusses the status of the main equipment for wastewater treatment monitoring technology,and it is of great significance to do a good job of monitoring the status of the main equipment for wastewater treatment.

condition monitoring; water treatment; key equipment

2017-06-01

王 丹(1978—)，女，硕士研究生，从事污水处理工作。

X703.3

A

1008-021X(2017)13-0179-04