1、信息、安全与管理第41卷第1期INFORMATION，SAFETY AND MANAGEMENT收稿日期:2022-08-03基金项目:中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司 2022 年技能人才创新基金项目(西南司科 2022 12 号，05)作者简介:林万洲(1990-)，男，重庆人，工程师，学士，主要从事天然气集输和净化设备管理工作。E-mail:linwanzhou126com高含硫气田动设备状态监测管理现状与展望林万洲1杨林1刘超1王林松1刘拴仪1夏铭哲2任路11 中国石油西南油气田川东北作业分公司，四川达州636164;2 四川宝石花鑫盛油气运营服务有限公司，四川成都61005
2、1摘要:某高含硫气田拥有大量关键动设备机组，为及时发现动设备的早期故障和重大隐患，保障装置的平稳、安全运行，某公司将动设备按重要度分类进行状态监测管理。状态监测依托专业振动分析师，使用双通道振动分析/数据采集仪和配套分析 Ascent 软件实现振动分析，做出故障预判，利用 WindPort 平台对关键动设备进行全生命周期健康管理。开展状态监测管理以来，某公司提前发现并精准预判多起关键动设备的早期故障和重大隐患，提出了检修策略和方向，基本实现了设备的预知性检修和精准维修。最后介绍了动设备智能故障诊断技术的发展现状，以及引入应用和下一步工作方向。研究结果显示，某高含硫气田开展状态监测管理后，自 2
3、016 年以来累计提前发现关键动设备早期故障和重大隐患近 200 台次，间接挽回设备损失超 350 万元，基本实现了设备的预知性维修和精准维修，经济效益显著，可为其他高含硫气田的动设备运维管理提供借鉴。关键词:高含硫气田;动设备;状态监测;振动分析;故障预判DOI:10.3969/jissn1006-5539.2023.01.020Status and prospect of condition monitoring and management of rotatingmachinery in high-sulfur gas fieldLIN Wanzhou1，YANG Lin1，LIU Ch
4、ao1，WANG Linsong1，LIU Shuanyi1，XIA Mingzhe2，REN Lu11 PetroChina Southwest Oil Gas Field CDB Operating Co，Dazhou，Sichuan，636164，China;2 Sichuan Baoshihua Xinsheng Oil and Gas Operation Service Co，Ltd，Chengdu，Sichuan，610051，ChinaAbstract:A large-scale high-sulfur gas field has a large number of key ro
5、tating machinery units Inorder to detect the early failures and major hidden risks of rotating machinery in time，and ensure thesmooth and safe operation of the unit，the gas field operator classifies the rotating machinery for conditionmonitoring and management according to their degree of importance
6、 Condition monitoring relies onprofessional vibration analysts，using 2 channels vibration analyzers/data acquisition instrument andsupporting analysis software Ascent to carry out vibration analysis，make fault prediction，and useWindPort platform to conduct full life cycle health management of key ro
7、tating machinery Since thecondition monitoring work was carried out，the company has discovered and accurately predicted many earlyfailures and major hidden risks of key rotating machinery in advance，developed maintenance strategies anddirections，and basically achieved predictive maintenance and prec
8、ision maintenance of equipment In741天然气与石油NATURAL GAS AND OIL2023年2月addition，the article introduces the development status of intelligent fault diagnosis technology for rotatingmachinery，as well as the introduction and application of this technology in the gas field and the future workdirection The
9、results show that after the implementation of condition monitoring management in a high-sulfur gas field，a total of 200 early failures and major hidden problems of key rotating equipment have beendetected in advance since 2016，indirectly saving equipment losses of more than 3.5 million yuan，basicall
10、y realizing the predictive maintenance of equipment with significant economic benefits，which canprovide a reference for the operation and maintenance management of rotating equipment in other high-sulfur gas fieldsKeywords:High-sulfur gas field;Rotating machinery;Condition monitoring;Vibration analy
11、sis;Fault prediction0前言某高含硫气田设计原料天然气 H2S 和 CO2质量分数分别为 10%和 7.5%，属高含硫、高含碳气体，年处理原料天然气 30108m3，输出商品气 25108m3。该高含硫气田的井场、集气站和天然气净化厂工艺流程复杂，自动化控制水平高，拥有大量技术先进的动设备机组。动设备尤其是关键动设备作为各工艺流程中的“心脏”设备，其运行状况直接影响整个工艺流程甚至整套装置的正常运行，由于处理的是高含硫天然气，对动设备的可靠性提出更为严苛的要求12。长期以来，中国对天然气田动设备的状态监测和故障诊断仍停留在使用简易测振仪，采用简易法诊断的阶段3。常规状态监测模
12、式为定人、定期、定点使用简易测振仪和测温枪检测设备的振动值及温度，使用听针观测机泵运转声音，记录相关数值，并结合人体感官和个人经验进行判断4。常规模式和做法仅能监测到设备运行状态和变化趋势，无法进一步开展振动分析、故障诊断和原因预判。因此，有必要对动设备开展全面、专业的状态监测工作。动设备状态监测是支撑设备故障诊断的基础工作之一，定期、定点通过各种手段对动设备开展状态监测能够及时发现设备运行中存在的早期问题，判定产生故障的部位和原因5，并加以处置，避免小问题被拖延成大问题，进而导致设备损毁和装置停车。动设备状态监测的内容包括监测运行机泵的振动、温度、转速、流量和压力等，其中振动是状态监测的核心
13、参数，其他为辅助判断参数。1状态监测管理1.1设备基本情况及分类该高含硫气田所属井场、集气站和天然气净化厂目前拥有动设备 551 台，基本涵盖了常见的旋转机械类型，包括单/多级离心泵、往复泵、旋壳泵、单/多级磁力泵、屏蔽泵、计量泵、自吸泵、液下泵、螺杆式压缩机、往复式压缩机、滑片式压缩机、离心压缩机、离心鼓风机、离心通风机、罗茨鼓风机等69。设备不仅种类繁多，且分布面广。由于监测人员有限，为保证关键动设备得到有效监测，某公司将设备按重要度分类进行管理10，重要度的影响因素包括设备自身维修特性、对系统功能的影响程度、安全性和经济性，具体分为 A、B、C、D 4 类。A 类:天然气净化主装置工艺流
14、程机泵，一旦发生故障停机，且备用机泵未及时启运时，会造成整个工艺单元联锁关停，以及维修困难、工作量相对较大且功率大于 500 kW 的机组。B 类:此类工艺流程机泵一旦发生故障停机，且备用机泵未及时启运时，会造成整个工艺单元工艺状况波动，但不会造成整个工艺单元联锁关停;以及功率在100500 kW 的机组。C 类:装置中其它一些短时间故障停机不影响工艺生产的小型动设备。D 类:工艺流程中无需连续运行的动设备，包括公用工程的小型机泵等。1.2人员配置某公司设置专岗负责动设备状态监测管理，并配备资深的专业振动分析师，所有管理和监测人员均取得ISO 18436-2Conditionmonitorin
15、ganddiagnosticsofmachinesRequirements for training and certification ofpersonnelPart 211 中 CAT/振动分析师认证。主要工作内容包括按周期和按需开展动设备的状态监测，分析设备运行状态并做出故障预判，提供诊断分析报告;参与、跟踪关键动设备故障检修过程，了解真实故障原因，验证报告结论，形成闭环;使用设备健康管理平台对动设备进行全生命周期健康管理。1.3监测频次目前，该高含硫气田的内动设备状态监测执行周期性状态监测和按需状态监测两类。其中，周期性状态监测是按照动设备分类，依据不同类别的监测频次要求开展状态监测工
16、作，见表 1。按需状态监测则是根据现场实际需要，841信息、安全与管理第41卷第1期INFORMATION，SAFETY AND MANAGEMENT灵活安排，主要包括:现场操作或维修人员发现设备运行异常，需通过专业的状态监测进一步分析和故障判断;关键动设备在中修/大修后首次启机时，对其进行状态监测，验证维修效果;关键动设备长期停运后启机时，进行状态监测了解运行状况。当按需状态监测工作量较大时，周期性状态监测频次以表 1 中最低频次要求执行。表 1周期性状态监测频次要求表Tab1Periodic condition monitoring frequency requirements设备类别设备名称数量/台监测频次/(次月1)A 类低压泵、高压泵、主风机、尾气风机等2723B 类三甘醇循环泵(含上游脱水站)、液硫泵、急冷水泵、酸气压缩机、锅炉给水泵、锅炉风机、空压机、循环水泵、回注水泵等8212C 类贫液空冷器、酸气空冷器等961D 类水处理单元小型机泵，尾气单元进料泵、塔底泵，加药装置机泵等346按需监测1.4状态监测报告动设备状态监测工作在现场采集数据完成后，专业振动分析师会对采集数
