输油泵在输油管道中运行的振动监测与故障诊断.docx

JOURNALOFMAOMINGUNIVERSITY2008年8月Aug.2008Ξ输油泵在输油管道中运行的振动监测与故障诊断梁飞华,黄玉新,邓宇(茂名学院机电工程学院,广东茂名525000)摘要:为了避免输油泵失效事故的发生,最有效的措施就是对输油泵进行振动监测和故障诊断。介绍了输油泵振动监测的意义,从数学模型、测振仪选择、测点布置、频谱分析以及故障诊断等方面阐述了输油泵振动监测与故障诊断系统的原理及方法,并指出了基于模式识别技术的多微机在线监测与计算机辅助诊断系统是其未来的研究方向。关键词:输油泵;振动监测;测振仪;故障诊断中图分类号:TH165.3文献标识码:A文章编号:1671-6590(2008)04-0036-040引言输油泵机组是成品油输送系统的主要设备,是保证顺利完成成品油输送任务的关键设备。目前,国内对输油泵机组运行状态进行监控和故障诊断尚处于起步阶段,多数泵站无监控设备,致使油泵抽空,电动机及泵轴损坏,轴承、轴瓦过热烧损和泵振动过大等事故时有发生,严重影响正常生产。因此,做好输油泵的故障诊断工作具有重大意义。输油泵的转子组件与电动机之间采用联轴器直接联接,结构简单紧凑。对于多级离心泵,转子跨距较长,要求同轴度及各部分配合间隙的精度较高,否则,容易引起异常振动或轴承发热。对于多级离心泵,如果平衡处理不好,转子容易产生轴向振动,影响轴承寿命;输油泵会产生汽蚀现象,导致泵流量减少,扬程降低,效率下降,并产生振动和噪声,严重时导致叶轮破坏。—台旋转机械是否能可靠工作,主要取决于转子的转动是否正常,旋转机械的大多数故障与转子直接有关,不论哪一种振动故障都会在机器的最敏感部分即转子上体现出来。因而,通过测量转子振动状态的变化情况就可以获得有关故障的信息1-2。1输油泵运行状态监测的意义1)依据“预防维修”的管理思路,企业普遍采用“定期计划检修”。随着技术的进步和经验积累,人们认识到,固定的“大修标准项目”和“检修周期”会导致出现以下几种情况:(1)过检(维修过剩)。对状态较好的设备,进行了不必要的检修,由此既造成设备性能下降,又造成设备有效运转周期的损失和人力、物力、财力的浪费,甚至引发维修故障。(2)失检(维修不足)。设备在计划检修期未到时或计划检修后不久产生局部故障,但受到检修计划制约,不得不带病运行,有时故障继续恶化造成运行代价和维修费用增大,甚至严重事故。(3)临时性维修频繁。缺陷较多的设备不能适应计划检修安排,运行不到下一检修周期就可能被迫停运,进行事故性检修,导致生产计划经常被打乱,并由此产生非计划抢修,打乱了正常的生产节奏。(4)盲目维修。按计划检修并不一定能做到对症下药,有无故障、故障部位、故障类型、故障程度难以事先准确把握,由此导致不该修的修了,该修的未修或没有足够重视,带来“修未修好”等问题。以前业界普遍认为,随着设备使用时间的延续,其故障发生频率相应增加。根据目前有关研究结果表明,这种说法并不很准确,如图1所示:A线,即“浴盘曲线”,起始段设备故障率较高,其后故障率恒定,寿Ξ收稿日期:2008-05-20;修回日期:2008-06-27作者简介:梁飞华(1968—),男,广东高州人,讲师,硕士,从事机电一体化及设备仿真的教学与研究。第4期梁飞华等:输油泵在输油管道中运行的振动监测与故障诊断37期末故障率增加;B线,故障率恒定,寿期末故障率增加;C线,故障率缓慢增加,没有明显的寿期;D线,当部件是新的时故障率较低,而后迅速增加到一个稳定的水平;E线,在寿期内故障率恒定不变,故障随机发生;F线,早期故障率较高,而后逐渐下降到一个稳定或缓慢增加的水平。从新故障模式曲线可以看出:(1)设备的可靠性与运行时间(部件寿期)之间的联系并没有想象的那么密切。并非对设备维修得越频繁,设备就越可靠。除非有一种支配性部件与运行时间相关(如密封垫等)否则,设备大修对提高设备可靠性贡献不大。(2)89%的设备故障与时间无关,并不能通过对设备定期解体维修来避免设备失效。(3)由于设备早期失效率达到72%,如果对设备过分维修,就会将原本运行在稳定期的设备重新返回到早期失效状态,因此,定期解体大修,不但不能图1设备故障率与运行时间关系图提高设备的可靠性,反而增加了故障率(定期易损件更换除外)。目前的设备管理模式,既没有关注经济性又没有实现可靠性的目的。只有开展状态监测、预知维修、设备寿命管理才能保障设备安全、可靠、经济的运行。2)诊断预测输油泵的故障。通过诊断预测输油泵的故障,可以实现以下目标:(1)按输油泵的实际状态延长大修周期和不必要的定期更换密封和轴承等易损件,延长使用寿命,减少维修量,既节约维修费用,又提高了设备利用率;(2)可早期发现输油泵的故障征兆,避免突发性意外事故的发生,保证输油安全;(3)避免输油泵的过分维修和