DMS9000 在线监测系统在往复机上的应用

魏丛跃

（大庆炼化公司电仪运行中心，黑龙江大庆 163000）

0 引言

往复压缩机（以下简称“往复机”）是石油和化工企业生产中的关键设备，主要是对气体进行升压。往复机的长周期可靠运行是石油化工企业连续生产至关重要的先决条件之一。由于往复机的结构和工况复杂，使得其在运行中故障率较高，应用在线监测诊断系统在往复机运行中掌握设备运行状态，在不停机的状态下判定产生故障的具体部位和故障类型，预知机组能否继续运行，提供检修依据，是有效防止事故和计划外停机的重要手段。

2016 年，大庆炼化公司在炼油一厂汽柴油加氢装置、聚丙烯厂二期聚丙烯装置的9 台往复式压缩机上，安装了圣力来DMS9000 状态监测诊断系统。主要是在压缩机上安装位移、振动传感器，将测得的十字头振动、曲轴箱振动、缸头振动、键相信号和从装置DCS上取得的压缩机级间排气温度、活塞杆沉降信号送至数据采集器，经专用网络传至服务器后，通过局域网实现在线监测与浏览。服务器通过网络将机组振动原始数据传送至大庆炼化公司大机组综合诊断系统平台、厂家监测服务平台和中石油远程监测及故障分析平台，从而对机组运行数据进行自动存储、管理和故障诊断（图1）。

1 状态监测诊断系统的组成及功能

1.1 系统组成

圣力来DMS9000 状态监测诊断系统包括传感器、现场防爆接线箱、监测系统机柜、信号安全栅、数据采集器、状态监测诊断服务器（图2）。传感器的类别和用途见表1。

图1 在线监测系统界面

图2 系统组成

1.2 功能介绍

基于企业局域网的客户端可在IE 浏览器的地址框内，输入DMS9000 系统的IP 地址即可进入系统的欢迎界面，输入相应的用户名和密码进行登录，左侧设备导航栏内按照专业厂、装置找到相应的机组，点击机组进入振动监测图。

表1 传感器的类别和用途

如果需要浏览趋势，点击主菜单的“数据库（D）”的选项后，将进入DMS9000 系统的数据库选择菜单。DMS9000 系统提供的数据库，根据监测需求可以查看以往数据和实时数据分别是实时数据库和历史数据库，其中历史数据库根据监测密度又分为秒数据库、分数据库、时数据库、日数据库和周数据库，用户可根据需要进行选择。当数据库类别选择后，DMS9000 监测系统以后的分析功能将基于所选定的数据库的类别进行查阅。

通过设备“振动棒图”对设备当前各部位总体振动水平了解以后，随后想了解的就是设备各部位（通道）以前的振动状态及其变化过程。首先希望能看一下设备总体（所有通道）的历史振动变化情况，之后再从总体变化过程之中找出异常的重点信息进行详细分析。DMS9000 在线状态监测系统的各种振值变化趋势曲线，是由众多数据样本的连线组成的，与DCS 中的变化趋势不同。

如果想要详细分析某一个通道的振动情况，可以在监测图上直接点击要分析的振动通道。在振动趋势曲线图上选择要分析的数据监测点，弹出数据分析窗体（图3），由用户选择数据分析的类别（可选择时域波形或频谱图等），系统将以多窗口的形式给出所选功能的分析图谱进行同时刻多功能分析。

图3 图谱功能选择

例如波形频谱图（FFT）：在对振动信号进行分析时，在时域波形图上可以得到一些相关的信息，如振幅、周期（即频率）、相位和波形的形状及其变化。这些数据有助于对振动起因的分析及振动机理的研究。因为一个复杂的非谐和的周期性的振动信号，可以用傅立叶级数展开的方法得到一系列的频率成分。对振动波形进行FFT 处理，则得到振动的频谱分布，即频谱图，该图反映了振动的频率结构。以频谱图为依据把频谱上的每个频谱分量与被监测的机组零部件对照起来，可以判断故障的部位以及故障的原因、严重程度。

2 故障判断方法及案例

设备常见的故障类型与特征如表2 所示。

表2 常见故障的类型与特征

故障案例：2019 年5 月13 日22：30，操作人员通过圣力来DMS9000 状态监测诊断系统发现汽油加氢新氢压缩机K101B一级活塞杆沉降量突然上升，由接班时的0.19 mm 上升至0.43 mm（报警值为0.48 mm），装置立即组织切换至备机；23：30 完成切换工作，有效防止了因机组停机而导致装置非计划停工的事件。次日K101B 检修打开缸盖检查发现，一、二级缸活塞支撑环都有较严重磨损，缸体内套筒完好未见磨损。经测量，一级缸活塞与缸体间隙由1.28 mm 降至0.05 mm，二级缸活塞与缸体间隙由1.25 mm降至0.3 mm。重新选择活塞环、支撑环及填料的材质，并重新检查压缩机零件加工尺寸使之符合设计要求，直至故障解除。