成品油长输管道系统中输油泵故障诊断技术应用研究

郭广宗

中国石化销售有限公司华北分公司石家庄输油管理处抢维修队，河北石家庄 050000

长输管道系统中输油泵的性能质量，对于成品油的输送质量、效率有着重要的影响，一旦输油泵出现严重的故障，将会导致管道无法正常输油，给石油企业的经济收益和环境质量会造成较大的不利影响。因此，在管道运输中，工作人员需要使用现代化的技术手段，对输油泵的应用情况定期进行故障检查，可以有效地发现输油泵存在的具体问题，或者提前发现故障隐患，及时采取措施进行处理和故障规避，以此，降低故障问题的严重程度和减少故障的发生率，保障成品油的正常输送，促使石油企业经济收益显著提高。

1 输油泵故障问题分析

管道系统中的输油泵在运行期间，电动机和泵轴等元器件，需要通过联轴器进行连接和保护，以此使得输油泵可以正常运转。但是，长输管道系统在应用时，由于跨越的区域比较广，管道架设的公里数较长，致使输油泵发热问题和震动问题严重，使得输油泵使用中存在较多的隐患问题，长时间使用后输油泵会发生故障。输油泵使用中，由于设备的平衡性未及时处理，转子装置在长时间的震动下，会发生轴向的变化，致使轴承等装置受损，产生异常的噪音。同时，输油泵在长时间异常状态下运行，易使得气蚀、叶轮受损问题的发生，输油质量受影响。因此，设备检测人员在故障问题的检测中，需要重点对转子位置进行故障排查。

2 故障诊断技术在输油管道运行中应用的分析

2.1 确定检测点

在对输油泵进行质量的检查时，检测人员需要对使用的所有输油泵的结构、参数、安装的具体位置等信息进行提前了解和把握，以此确定检测位置，最终确定的检测点数量要少，才可以对整个输油管道上的所有输油泵进行有效的检测。较少的测量点，可以明显地减少多个测点检测时造成的参数误差问题，使得测量的参数可以准确显示当前该区域管道的具体输油情况；同时可以使得检测信号在传输阶段所受的干扰较少，信号传输质量较高；可以通过检测人员的检查工作，来对目前管道系统中设置的输油泵装置的合理性进行调查，以便在该装置出现故障问题后，可以尽快确定拆除方案，进行维修养护处理[1]。

2.2 振动分析

根据检测信号获得的故障检测信息，可知振动异常问题有着较高的发生率，因此在该问题的判断中，可以使用绝对标准判断法进行分析，检测人员可以在输油泵运行的各个环节中，选择任意一个检测点，进行运行振动问题的检查。检测完毕后，对测试数据结果进行分析，首先将输油泵安装时说明书中标注的运行参数作为对照数据，与输油泵运行时检测的数据进行对比，如果检测数值与对照值相差不大，表明设备运行状态正常，不存在故障问题；如果两项数据值之间有着较大的差异性，这就需要故障检测人员根据具体的检测点，找到相对应的输油泵进行故障的检查[2]。针对检测中出现的振动问题，实时监测的数据值远远高于对照值的三倍及以上时，表明该装置运行振动异常，检测人员需要及时到故障区域查找原因，进行有效的处理。根据运行参数判定故障，得出的结果较为精确[3]。此外，在常规情况下，输油泵使用时共计有两组输油泵机组共同进行工作，如果存在振动问题，可以对两个机组的运行参数进行检测分析，如果两组的参数不一致，即可对参数异常的输油泵机组进行参数分析，由此可以尽快找到故障存在的位置，使其可以在较短的时间内被快速的处理，因此该振动故障判断的方法，使得工作人员的工作量大大的降低，石油运输的损失减少。

2.3 技术应用

2.3.1 故障隔离诊断技术

对于输油泵运行时的部分振动问题，借助于参数对比可以有效的定位问题发生时的具体区域，但是一些振动问题的发生原因非常复杂，仅根据参数易出现诊断的误差，因此在对此类较难确定位置的故障，可以采用故障隔离手段，来对问题进行推理分析，确定具体的区域。输油泵运行时，会产生较多的信号，多个信号在同一区域内的运行，相互之间会产生严重的干扰，因此在故障诊断时，可以先拆卸联轴器，对电动机的运行质量进行测试。如果电动机不存在问题，即表明故障区域发生在联轴器区域；如果联轴器测试正常，即为输油泵的故障问题[4]。

2.3.2 频谱分析诊断技术

该种诊断技术，在现阶段输油泵的问题检查中应用较多，检测时依据的标准是输油泵的振动信号。输油泵运行中，内部包含着的各个元器件均可以通过信号检测获得频谱图，且每个元器件的信号频率表现差异大，因此，工作人员可以根据各项信号表现，分析输油泵是否存在故障问题。如果设备存在问题，输油泵的平衡性会失调，如果未及时进行处理，失衡条件下的输油泵转子的轴向会发生变化，从而使轴承出现问题。应用该法分析故障时，可以根据元器件运行时的主要频率，分析平衡性，确定故障原因，对转子轴向进行调整，促使输油泵主要频率运行的平衡[5]。

2.3.3 时域波形诊断技术

输油泵的故障问题，除了设备本身性能不良所致的问题，运行中的电气因素也会导致设备出现故障，因此在检测之前，工作人员首先需要对导致故障发生的方向进行研究，根据相应方向查找故障原因。应用该技术手段进行电气故障查找时，工作人员需要对输油泵进行断电处理，根据此时的时域波形分析变化的趋势表现，如果波形的变化幅度较大，且最终的波形停留在0值时，则表明是电气问题所致的故障；如果波形呈现幅度的缓慢下降，则为另一种故障。同时，如果输油泵机组一直处于运行的状态下检测时，可以分析设备的振动信号，电气故障下的信号频率远远的超过电源频率，机械故障下信号频率变化远低于电源频率[6]。因此时域波形诊断时，工作人员可以应用上述两种方法进行具体问题的发现研究。

2.3.4 时域指针方向对比诊断技术

设备在发生故障问题后，会产生较多的激振力，进而导致有明显差异的振动出现，设置检测点对激振力进行检测时，结果表明，处于不同检测点的激振力对于各个区域输油泵振动的影响结果各有不同，使得时域指针的结果也有着极大的差异性。检测人员根据振动时的水平、竖直方向变化情况，可以进行具体的分析，其中设备的地脚松动后，处于竖直方向的值，会有增大的表现[7]。

2.3.5 冲击脉冲诊断技术

存在异常的输油泵在运行中，设备的各个元器件之间会发生碰撞，因此，工作人员可以使用冲击脉冲法，来对碰撞之后产生的冲击波进行检测，以此获得冲击波值。该项检测值有着高低的巨大差异，工作人员可以对各项值之间的关系进行分析，即可确定问题。在目前的输油泵故障的冲击脉冲诊断技术应用中，可以对大部分问题提前发现，且正确率非常高。

3 结语

成品油长输油管道系统，在实际运行的过程中输油泵在多种因素的影响下，易出现故障问题，使得石油企业的油品输送质量难以获得有效的保障。现阶段，对于输油泵的故障问题，可以使用多种方法来诊断，但是每一种方法的诊断效果和价值差异性非常大，需要检测人员在输油泵故障的检测中，对各种方法的利弊均要有所了解，进而结合实际的输油泵安装情况，选择最恰当的方法进行问题检测，以此来将成品油顺利的输送到各个地区，将石油企业输油过程中由于故障问题所致的经济损失降到最低。同时，石油企业需要在目前应用的技术基础上，积极学习国外先进的故障检测技术手段，以此来对使用的技术进行不断的提高和改进。

[1] 李金龙，陈久龙.输油泵机组联轴器故障诊断与处理[J].科技创新与应用，2016（14）：149.

[2] 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.

[3] 王新龙. 输油泵故障诊断系统设计与研究[D].青岛：青岛科技大学，2015.

[4] 田壘，刘军辉，孙向东，等.状态监测与故障诊断系统在输油泵机组中的应用[J].当代化工，2015，44（3）：567-569，576.

[5] 李春兴.原油集输系统中输油泵故障诊断技术的应用[J].硅谷，2014，7（15）：80，59.

[6] 牛进爱，李新林.输油泵在线监测与故障诊断系统[J].机械管理开发，2012（3）：112-114.

[7] 武万，郑倩颖.基于SCADA系统长输管道输油泵故障分析诊断系统的探究[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31（8）：237-238.