智慧管道站场设备状态监测分析

郑磊

摘 要：在“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的智慧管道建设过程中，针对站场设备状态检测需求，结合设备状态监测所应用的物联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术和关键技术对其进行深入研究。通过研究表明，对于油气管道站场设备而言，信息化监测技术的应用可以及时了解设备的运行状况，及时发现设备的运用故障，并可以对设备未来的运行状况进行有效的预测，相关研究为智慧管道关键设备状态监测提供了技术方法。

关键词：智慧管道;站场设备;状态监测;关键技术

1 智慧管道站场设备状态监测分析

智慧管道站场设备状态监测的优势主要集中在三个方面，首先，通过监测可以获取各个设备的运行数据，从而了解各个设备的运行情况，为优化设备运行方案的制定奠定基础;其次，通过实时监测可以及时获取各个设备的故障信息，并能及时的查找故障原因，并采取有效措施解决故障问题;最后，将获得的数据通过网络系统进行收集、整合，通过对数据的智能化分析、挖掘与决策达到对整个站场设备状态的智能化监测，集中形成设备大数据库，对设备状态、设备出现故障的频次进行系统性分析研究，对潜在风险进行智能化预测，从而准备相对应的预防性维护措施，提前预判，可以为未来一段时间设备的运行状况和潜在风险进行智能化预测，从而为设备的下一步运行情况制定科学有效的管控方案，确保设备出现故障后可以第一时间有效处置，提高设备可靠性和使用率，从而实现设备状态的智能监测、预防性维修及全生命周期管理。

2 智慧管道站场设备状态监测关键技术

2.1 设备结构监测及损伤监测

设备结构监测方面的技术主要可以分为两种类型，分别是模型修正技术和指纹分析技术。模型修正技术就是对设备日常运行过程中的振动情况进行监测，并与模型的计算结果进行实时对比，对设备运行产生的振动数据参数及频率信息情况进行记录和修正，从而得到设备运行过程中的结构变化信息，为确定设备的损伤情况奠定基础;指纹分析技术就是通过寻找与结构动力学有关的设备运行指纹，通过对指纹的变化情况进行实时监测，从而获取设备运行过程中的功率、应变以及频率等信息。尽管这两种技术在应用过程中的原理不同，但是都可以对设备的结构进行有效的监测，并可以为设备的损伤监测提供依据。

2.2 设备运行参数识别

常见的设备运行参数识别方法主要可以分为两种类型，分别是频域參数识别技术和时域参数识别技术，两种技术分别可以从数据的变化频率和时间角度对数据进行识别和判断。在另一方面，参数识别技术还可以分为局部识别技术和整体识别技术两种类型，其中，局部识别技术主要对设备的某一方面数据进行识别和处理，其识别和处理的精度都相对较高，但是识别效率相对较低;整体识别技术可以对设备产生的所有数据进行识别和处理，其精度相对较低，但是效率相对较高。综合来说，每种参数识别技术都有自身的优势和劣势，未来如何整体考虑参数识别技术的优势、克服参数识别技术的劣势是重要的发展方向。

2.3 设备监测指标选择

在对设备的运行状态进行监测的过程中，主要监测哪些指标数据也是一项难点问题，由于设备产生的指标数据相对较多，数据面庞大，通过人工方式不可能对所有指标进行监测，同时，某些指标也不会对设备的安全及运行效率产生影响。一般情况下，各个站场设备的特点不同，所选择的监测指标也存在区别，例如，对天然气管道场站内的压缩机而言，其压缩效率、运行压力、运行温度等都是较为重要的指标，必须对这些数据进行监测，但是，由于压缩机处于场站内部，且外壁已做好防腐措施，因此，压缩机外壁的腐蚀指标相对而言并不重要，所以并不需要对这一指标进行实时监测。还有，原油成品油场站内的输油主泵，其泵效率、运行压力、运行温度、泵轴震动、机械密封泄漏量、电机温度、泵轴窜量等都是较为重要的指标，必须对这些数据进行监测。

3 站场关键设备状态监测的现场应用

对于单体设备的智慧化管理，如输油泵，借助于传感器与信号采集存储技术、信号特征值提取技术与故障识别模型，建立远程数据监控平台，对密封运行、健康状态进行分析，通过预测性维护网络化管理与大数据分析最终实现对机械密封的远程状态监测及全寿命周期健康管理，形成智慧设备的管理。

对于场站的智慧化建设，如场站水击泄压系统，从风险角度考虑，需增加设备状态的监测，将水击泄压阀电动阀与储罐液位进行联锁，判断泄放量，进行参数识别与分析，当超过泄放量2倍、管线压力低于运行压力的1.1倍且不高于设计压力时联锁关闭水击泄压阀前阀门，并发出报警。有储油库的场站可以考虑智慧化站库建设，从站库设备设施可靠性提升、安全环保角度出发，开展相应检测、监测、自检、预警等功能的改造，增加相应设备状态监测功能，实现智慧化站库的建设。

4 结论

综上所述，结合“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的智慧管道建设，对场站设备状态监测提出了更高要求，通过研究可以从设备结构监测及损伤监测、设备运行参数识别以及设备监测指标选择三个方面入手，分别对其进行深入研究，以此提高场站设备状态监测水平，为推动油气管道智慧化的进一步发展提供技术参考。

参考文献：

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