浅论机泵群设备故障监测及定位技术

浅论机泵群设备故障监测及定位技术

袁华东

中国石化九江石化公司江西九江332000

摘要：在石油化工企业运行的过程中需要应用到大量的机泵群组，但是机泵运行过程中会受到多种因素影响，导致故障发生，因此本文主要针对机泵群设备故障监测及定位技术展开分析。首先简单介绍了机泵群组的常见故障，然后分析了机泵群设备故障定位技术原理，并且根据实际案例对三个阶段进行详细分析研究。

关键词：TDOA测距阶段；BoundingBox定位阶段；Taylor级数展开阶段

引言：近年来，石油化工行业不断发展，取得了一定成绩的同时，也出现了很多问题，从目前的发展状态来看，机泵群组故障问题最为严重，远超过其他类型的设备机组。而机泵群机组作为石油化工厂运行的核心，一旦发生故障会对后续运行造成严重的影响，因此必须要创新发展出科学的机泵群设备故障定位技术。

一、机泵群设备的常见故障

从目前石油化工行业的发展过程中来看，机泵群设备故障作为一种常见的故障问题，必须要得到控制。其中机泵群设备故障主要包括以下几个方面：

第一，泄漏。泄露故障可以分为两种，分别为：永久性、暂时性。后者可以通过一定措施恢复正常，但前者一般是出现了损伤、破裂等情况，必须要进行更换，否则不会恢复正常。第二，振动。造成振动故障的原因有很多，根据振动的频率可以分为：突发振动和渐进振动，前者主要是因为部分零部件出现松动、破损等情况，后者通常是因为部分零件磨损、间隙过大造成的。第三，不上量或流量不足或扬程太低。造成这一故障的主要原因是因为泵体中的某部分出现堵塞、磨损或者间隙过大。第四，异常声音。异常声音故障并不会单独出现，通常会和振动泄漏故障同时发生，一般为轴承等零部件受损或者管道泄漏而发出的杂音。第五，过载或电流过大。一般会因为机泵群的转动部分或者固定部分出现摩擦、填料过紧等情况。

二、机泵群设备故障定位技术原理

想要具体确定机泵群设备故障情况，确定设备故障定位，就要针对故障内容进行具体的判断。传统的故障判断有三种，分别为：区分机-泵故障、判别参数方向特征、隔离法定位，但是上述三种故障判断方式较为复杂，本文采用的是一种全新的机泵群设备故障定位技术。这是一种全新的系统定位算法，这种算法将TDOA、BoundingBox、Taylor级数结合在一起，算法一共分为三个阶段，分别为：TDOA测距阶段、BoundingBox定位阶段、Taylor级数展开阶段，通过则三个阶段，分别测定节点和终端节点的距离，然后对未知节点进行定位，最后，根据算法初值，让未知节点位置进一步精确。

三、机泵群设备故障定位技术应用

（一）TDOA测距阶段

TDOA测距阶段是机泵群设备故障定位技术的第一个阶段，想要保证这一技术的顺利完成，还需要安装在传感设备上安装发射仪器，从而让机泵群设备发出传感信号后，可以利用这种可发射超声波仪器进行精准定位，同时利用路由器设备将信号传输到相应的管理系统上去。在接收到信号后，就可以控制既定回路开启定时装置，在收到超声波信号的同时，关闭定时设备，通过开启和关闭两个设备之间的时间差，就能够估算得到发出异常信号区域的大概位置。距离监测计算公式为：L=C*（T1-T2），其中C为传播速度，T1和T2分别代表了实际回路以及正常状态下的超声波接收时间，利用这一公式就可以得到实际的故障距离。并且展开下一步计算[1]。

（二）BoundingBox定位阶段

在这个环节中，BoundingBox定位可以进一步确定机泵群设备故障位置，但是这种测量法则中存在一定的误差，无法切实得到准确的坐标位置。而且BoundingBox定位法则主要是对机泵群系统回路中未知故障节点进行计算，因此一般采用极大或者极小的模式进行测算。比如：某石油化工企业在进行极大估算的过程中，想要进一步减少计算量，因此没有采用传统的浮点运算方式，而是采用了BoundingBox定位计算方法，利用每个节点之间的因素，估算每个标点之间的关系，从而进一步计算故障节点L的位置。

（三）Taylor级数展开阶段

在这个阶段中，采用的是一种迭代递进类归算法，这种方法的首要条件就是要实现的初始节点位置坐标，根据这个坐标通过恰当的方式就可以计算得到的时效性、准确性较高的初始位置。不仅如此，在Taylor级数展开阶段之前，还进行了BoundingBox定位，以此有效减少了这一个环节的速率和复杂情况，在此基础上，应用Taylor级数对机泵群故障位置等进行二次的计算，就会得到精准坐标，比如，某石油化工企业在厂区内部增加了8-10个信标节点，并且安装了五组相应的传感设施，在这个状态下展开相应的故障定位，得到了最为准确的故障位置。

（四）实际应用案例

以某石油化工企业为例，在实际应用的过程中，化工厂的机泵群设备自发现运行环节出现问题，将发生问题的位置坐标利用超声波发射仪器以及路由器设备传送到远程管理工作人员的电脑或者通讯设备中。同时管理人员就会利用TDOA测距算法，对该位置区域进行二次的筛选，并且融入BoundingBox定位和Taylor级数法则，精准定位这一位置区域，从而及时的展开维护工作。此外，该石油化工企业根据无线检测设备的工作特点，该石油化工厂将无线检测设备安装在了机泵群设备的轴承位置，而传感器底座则固定在了检测位置，从而保证信号传输的高效准确[2]。

总结：综上所述，随着石油化工企业的不断增加，石油化工中存在的问题也逐渐凸显出来，其中主要围绕在监测工作上，如：成本较高、密度较小、不及时等。通过本文的分析有效解决了上述几点问题，借助这种机泵群设备故障定位技术，通过无线网络通信等设备，有效提高了机泵群的监测质量，保证运行效果。

参考文献：

[1]朱玉祥,彭延军.机泵群设备故障监测及定位技术研究[J].计算机工程与应用,2018,v.54；No.909(14):222-228.

[2]胡磊,彭宏达,马智超.机泵群设备故障监测及定位技术研究[J].化工设计通讯,2018,44(3):79-79.