管输动力装备远程监测诊断与智能运维

远程监测诊断中心
R-R公司的远程诊 断中心
自主研发： 中海油远程监测诊断中心
工程应用 中国石油四川石化远程监测诊断中心
➢ 在线监测关键机组84台 ➢ 离线监测机泵设备3280台
自2012年9月上线投用以来，至今， 累计通过系统诊断排除故障524台次。压 缩机组干气密封零件损坏一次，其余开 车至今6年半没发生一起机泵损坏事故。
机械振动故障诊断是由果求因的逆过程。征兆参数与故障 原因并非一一对应关系，是多果（征兆参数）和多因（故障原因）
的复杂对应关系。
征兆谱 S={S1,S2,……Sn }
原因谱 R={R1,R2…… Rm }
机器振动故障诊断重要手段－频谱分析
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1995年自主开发的旋转机械故障诊断软件包
ZZB-1 振动诊断工程软件包 (国家经贸委项目).
2019 3 21 北 京
自主研发实时监测诊断系统发展历程
1979年 1991年 1995年 2001年 2010年 2015年 2017年
开展状态监测故障诊断 自主研发在线监测系统 局域网监测诊断系统 网络化动力设备健康监测系统 航空发动机轴承监测系统 燃气轮机/柴油机上应用 发动机试车台应用
20012008
北京化工大学远程在线监测诊断平台
北化大与企业合作研发的远程监测诊断中心
➢ 中国石油炼化板块远程诊断中心 ➢ 中国石油管道板块远程诊断中心 ➢ 中国石化天然气分公司远程诊断中心 ➢ 中海油远程诊断中心 ➢ 中国石化关键机组远程诊断及检维修策略服务系统（规划中） ➢ 中国石油北京天然气管道压缩机远程监测与管理系统 ➢ 中国石油四川石化设备监测管理中心 ➢ 中国石油云南石化设备监测管理中心 ➢ 中国石化扬子石化设备监测管理中心（建设中） ➢ 阳煤煤化工集团设备监测管理中心 ➢ 杭州汽轮机厂远程诊断中心 ➢ 重庆通用设备远程诊断中心 ➢ 中广核、三一风电、北京排水集团、葛洲坝等（规划中）
华油输油管道机泵监测系统概貌图
监测及诊断系统功能展示-实况&预警
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监测及诊断系统功能展示-监测诊断
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已经在西气东输西二线试点应用，霍尔果斯、烟墩和高陵3个压气站， 共11套离心压缩机机组。应用时间超过1年，监测运行稳定，及时多次 准确预警。
该系统无缝集成到廊坊远程诊断中心，可实现设备信息、监测状态， 异常信息，故障案例的统一管理。
R-R公司的远程诊断中心
动力装备故障监测诊断智能化目标
预防及消除故障－优育（运行维护） 发
展
早期预警 治未故障 防事故 防微杜渐 探测原因 有的放矢 除故障 溯源诊断
方 向
诊
状态风险 维修决策 除故障 精准维修
诊断 靠人
查明根源 根治维修 防发生 消患治本
排故
保护机器的健康－优生（设计制造）
原因风险 智能联锁 少停机 安全长周期 溯源诊断 靶向抑制 不发生 预防 抑制 康复 代偿
总结
状态监测与故障诊断简史
1961年美国开始推行阿波罗登月计划，由于出现 一系列设备故障，1967年在美国宇航局(NASA)倡导 下，在美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故 障预防小组(MFPG)，专门从事故障诊断技术的研究 与开发。
由于应用了状态监测和诊断技术，世界班机的每 位旅客万公里死亡率已从60年代的0.6下降到70年代 的0.2左右。
气缸爆燃
火花塞点火异常
活塞环断裂
缸套严重磨损
内燃机监测测点类别
缸体振动
曲轴振动
曲轴瞬时转速
涡轮增压器壳体振动
……
远程监测和故障诊断中心
故障分析和诊断
远程视频会议
机泵群的网络化智能监测诊断系统
远程诊断中心 服务器及数采系
统
机泵群网络化监测诊断平台
70家企业 20000多台动力设备 50000多测点 2700多台在线机组 离心机组：320台 往复压缩机：450台 机泵：830台 风机：700+台 航改燃机：20+台
➢ 高速透平机械故障机理及诊断方法 ➢ 识别10类56种机械故障并给出最终的原因 ➢ 人机对话 ➢ 独特的知识规则和推理模式 ➢ 已在国内20多家大中型企业中应用
表1 内燃机故障类别及监测测点类别
内燃机主要故障种类
连杆断裂
失火
涡轮增压器轴承磨损 撞缸
轴瓦间隙过大
润滑不良
轴瓦磨损
转子不平衡/ 不对中
数字量 采用RTD嵌入式板卡
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数据－信息
财富
企业监测诊断和状态维修十年的成效
2000 便携式巡检仪及智能维修系统 抽样调查 数据分析
集团中心
集团内部局域网
VPN专线
Internet
U N IIV E R S IIT Y
北化大
网关机或 路由器
Pad/手机……
便携远程诊断客户
(3G、4G、wifi……)
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提纲
团队概况 1. 数据化网络化是机械健康监测和诊断的基础 2. 基于机理和数字驱动的的故障诊断与智能联锁 3. 管输动力装备监测诊断工程案例分析 4. 基于风险与实时状态的智能维护系统
总结
机器振动故障诊断原理
激励
系统动力特性 刚度、阻尼、质量
数据－信息
响应 振幅、频率、相位
故障诊断 图 诊断—由响应探测原因的逆过程
企业防火墙
数据 服务器
公司企业局域网
中间件 服务器
便携巡检仪
现场嵌入式 数据采集系统 防爆箱
机泵群
高危泵
公司企业中 心服务器
控制室监 测诊断工
作站
光纤
厂、车间 监测诊断中心
在线数据采集器
BENTLY 3300/3500 等各类现场二次仪表
现场嵌入式 数据采集系统
防爆箱
Fra Baidu bibliotek现场设备
往复压缩机
透平压缩机组
汽轮发电机组
诊断 自愈 调控
数据－信息－诊断 －决策 1988年 避免一次重大事故
模拟量
透平机转子
1987年从美国引进压缩机组远程监测系统
透平机转子振动趋势图
80年代石化企业状态维修信息系统 纸质 模拟量
大数据分析雏形
91－95年机泵群实时监测诊断系统 10M 局域网
国内第一套
1995年自主开发的压缩机组监测诊断系统
20092012
2016
2017
2014-2015
航空发动机 试车台
航空发动机
1987
19911998
柴油机
航发中介轴 承项目
坦克发动机
1979
石化
电力
钻井平台
风电
燃气轮机
提纲
团队概况 1. 数据化网络化是机械健康监测和诊断的基础 2. 基于机理和数字驱动的的故障诊断与智能联锁 3. 管输动力装备监测诊断工程案例分析 4. 基于风险与实时状态的智能维护系统