基于风险管控的动设备监测体系化管理与应用

何广池，李 犇，兴成宏

（中国石油辽阳石化公司，辽宁辽阳 111003）

0 引言

中国石油辽阳石化公司已初步建立了设备管理体系，设备检修采取了故障检修、计划检修与预知检修相结合的管理模式，但尚未引入风险评估及与风险管理匹配的制度模式，管理模式相对落后，未能达到预期的目的和效果。2018 年，炼化分公司将全面推进设备风险管理作为工作要点之一，要求大力开展长周期运行攻关，提升设备保障能力，强调要贯彻执行双重预防机制，构筑安全防控的“篱笆”。

为了发挥状态监测的技术管理优势，提高机泵的状态监测和故障诊断能力，保证装置生产的安全平稳运行，公司于2018年成立了动设备状态监测专业管理部门，目前已为辽阳石化公司各装置提供了准确的大机组及机泵实时监测诊断信息及可靠的技术支持。近年来，公司机泵整体运行较为平稳，未发生因机泵超标所引发的泄漏、着火、爆炸等事故。

1 主要措施及做法

（1）在日常设备管理工作中不断健全状态监测管理体系，实施了机泵分级管理，采用“医生+护士+专家”的管理模式，高效开展机泵状态监测工作。采用前沿的监测诊断技术，应用开发SG 2000 机泵群无线云监测系统、DMS 9000 分布式监测系统以及BH 5000 监测诊断平台，随时随地掌握设备运行的第一手信息，机泵运行信息得到有效管控，将机泵风险消灭在萌芽状态。不断转变状态监测工作管理思路，将设备运行、状态监测、维护检修进行一体化管理，状态监测工作最终形成闭环管理。

（2）设备检修以状态检修为主、故障检修和计划检修为辅的管理模式，全面推进设备风险管理。一是根据公司各属地范围内机泵的设备服役时间、工艺重要程度、介质物性和温度、有无备机等情况，将机泵划分为公司、生产厂和车间三级管理；二是根据GBT 29531—2013《泵的振动测量与评价方法》适当调整设备振动监测报警值；三是对老旧设备现场测量分析其使用情况，建立老旧设备状态监测台账，对无备机的设备提升巡检频次，同时协助制定设备维修方案和监护运行方案；四是全年开展三轮全覆盖监测，把握关键装置关键机泵的振动情况，切实提高风险管控能力，保障装置稳定运行。

（3）实现企业“一张图”可视化管理，通过企业厂区可视化和关键设备精细化建模，实现全厂的可视化展示，将设备状态信息和报警信息以空间位置为桥梁进行综合集成和融合，通过全厂—装置—设备的三级展示，实现从全厂视角快速总体把控各装置/设备的运行情况。以图形界面展示设备的运行状态（监测总数、报警、预警、停机、运行、断网），以柱状图展示振动评级统计信息以及文档类统计信息。待办事项信息能够实现跳转，快速进入报警处理中心流程。以可视化地图方式进行综合展示和分析，为企业安全生产提供可视化查询、统计、分析和决策工具。可定位到单个装置车间进行设备级别的查看和分析，进而实现全厂状态监测信息与企业管理的动态关联和智慧化管理，直接服务于企业安全生产指挥与决策。

（4）公司在实施转动设备状态监测技术管理方面，不只是局限在关键或重要设备上，而是将管理理念和工作思路贯穿于设备管理全生命周期中。积极主导“管设备管设备运行，管操作管设备维护”的全员全过程理念，摒弃传统的“管设备就是管检修”的做法，将设备运行、状态监测、维护检修一体化管理。日常工作中突出设备运行状态变化及状态监测的早期预警管理，将数据及其交互纳入到自动化和信息化系统中来，不断将数据进行整合，使其从最底层的设备控制层向最上层的决策管理层的方向延伸。研究各种典型故障的机理，基于故障机理研究特定故障的特征提取算法，建立诊断规则，同时通过故障仿真信号和故障模拟试验，提取典型故障的高维特征集，开发机器学习算法模型，以机理规则和模型数据双驱动的方式实现关键机组/机泵的智能诊断。

（5）在开展状态监测工作中，并没有摒弃以前的事后维修、计划检修模式，而是形成了以预知维修为主、其他维修方式为辅的维修模式。对现场实际案例进行分析、总结，不断学习，特别是积累设备管理中的实际经验，同时与监测诊断有机地结合起来。通过建立完善的设备监测管理体系，根据设备介质进出口压力、进出口流量、进出口温度、电机电压与电流等工艺参数，通过内部算法获得泵的扬程、功率、效率，和汽轮机、压缩机、烟机等性能参数，根据工艺参数与性能参数实现对设备的性能监测与评估。设备运行数据可以做到长期统一的保存和管理，这些都有利于积累历史经验，利用数字的价值提高企业竞争优势。动态监测管理体系的有效运行，对公司维护设备的完好性、实现设备的预知检修起到了关键作用。

2 动设备监测诊断应用案例

尼龙部C 2102 机组从2021 年11 月初开始，P2702X、P2702Y 测点（尾气透平负荷端）振值出现频繁波动，机组振动不稳定已严重影响的装置的平稳生产。通过监测系统监测到波动最大振值分别为58 μm、70 μm（机组正常运行时振值分别为23 μm、26 μm），振值超过报警值，其他测点振值几乎无变化。C 2102 机组概貌及测点位置见图1。

图1 尼龙部C 2102 机组概貌及测点位置

通过状态监测平台图谱分析，该测点频率成分以工频占主导，伴有一定的分频及高频成分，时域波形存在削波现象，轴心轨迹为尖峰椭圆。振值波动时，进动方向发生改变，为反进动（图2～图4）。

图2 P2702 测点频谱

图3 轴心轨迹

图4 P2702 测点波形

结合机组历史运行状态及故障现象，综合分析认为故障原因是异物冲击透平转子，引起高压缸振动。建议及时检查尾透入口过滤网，目前机组运行相对平稳，偶有小幅度波动。12 月中旬，检查尾透入口过滤网，发现滤网上有异物附着堵塞（图5），与诊断结论一致。更换滤网后，机组运行正常，装置避免了一次非计划停车。

图5 尾透入口滤网异物附着堵塞

3 结束语

通过对动设备监测体系的管理与应用，使企业改变了传统的设备管理模式，向着全员生产维修体制迈进。近年来公司因机械故障造成的关键机组灾害性事故显著降低，智能故障预警、智能故障诊断分析技术不仅能使因机械故障造成的关键机组非计划停机事件显著减少，同时也能实现故障的精确诊断、快速诊断。设备异常管理可视化、科学维修决策，减少了关键动设备灾害性事故的发生，提高设备运行的安全性，提升公司全域动设备监测诊断智能化水平，推进动设备预测性维护管理。