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随着科学技术的发展,石化企业中装备的结构变得越来越复杂,自动化的程度也越来越高。由于许多客观上无法避免的因素,装备可能会由于种种原因出现各种故障,导致设备原有的功能下降或丧失,甚至导致十分严重的后果,给生产、人员、环境带来巨大损失,所以完善石化企业中装备维修技术理论,提升石化企业装备维修的技术水平,变得越来越具有现实意义和重要的经济意义。 以可靠性为中心的维修是目前国际上通用的、用以确定资产预防性维修需求、优化维修制度的一种系统工程方法。它的基本思路是:对系统进行功能与故障分析,明确系统内各故障的后果,用规范化的逻辑决断方法;确定出各故障后果的预防性对策,在保证安全性和完好性的前提下,通过现场故障数据统计、专家评估、定量化建模等手段,以维修停机损失最小为目标优化系统的维修策略。发展石化企业中装备维修的智能化、信息化技术,就是建立一种全新的符合现代企业信息化维修管理系统;建立以可靠性为中心的动态智能维修管理系统,实际上就是要建立以状态监测系统为基础,同时运用RCM(RCM,Reliability Centered Maintenance)分析和基于风险的检测(RBI,Risk-BasedInspection)技术,将人-机-过程-环境复杂系统的用户、维修计划管理、备件管理、维修部门等多方面设备有关的信息建立一个自组织设备管理体系,研制出一体化动态智能信息处理平台,利用现代多元检测技术实现对系统内的设备实现以靠性为中心的动态智能维修系统,通过信息处理机制,达到资源共享和协同工作目的,给决策者一个科学的信息支持,从而建立现代石化企业对装备维修管理的新规范。 本文是以开发石化装置动态智能维修系统为目标,主要研究内容如下: (1)在对故障诊断结果进行分析的基础上,指出了故障信息的特征提取是故障诊断的关键环节,并在本文中提出了一种基于瞬时功率的转子碰摩故障特征提取方法,指出发生转子碰摩故障时,系统响应会出现因碰撞诱发的瞬时功率突变现象。基于转子振动响应的特点推导了计算瞬时功率的矩阵表达式,并提出了以转子的实测冲击响应作为瞬时功率分析的核函数的方法。实验分析结果表明,该方法可有效表征碰摩时转子系统振动响应中因碰撞力作用而产生的瞬时功率周期性突变现象,从而验证了方法是有效可行性。 (2)提出了石化装备维修策略智能化、信息化理论,对“现代设备诊断工程”的概念给出了定义并详细阐述其相关内容。指出设备智能维修决策的关键是依赖故障检测技术的多元化、高可靠性实用化的检测技术、检测手段智能化的一种基于系统化理论的设备诊断工程技术,通过对故障诊断技术、RCM分析、RBI实例及基本原理的比较,指出现有的石化装备维修技术是基于信息化、智能化的维修。 (3)提出了离线巡检仪智能化概念,并应用到工程实践中。在离线巡检仪上预先设定人对设备巡检的路径和设备的巡检周期,根据各台设备运行检测的历史资料,及时调整巡检任务的内容;对运行比较稳定的设备检测系统会自动延长巡检周期,而对于运行不够稳定的设备,会自动提高巡检频率。通过智能化的离线巡检仪,可以获得准确的故障信息,获得可靠的设备故障诊断数据,利用各个领域维修专家的知识和经验,归纳收集设备诊断故障信息,建立故障诊断库,编制故障诊断专家系统,确定导致设备故障的原因,实现了智能化维修。 (4)在传统RCM分析的基础上,提出DRCM(DRCM,Dynamic Reliability CenteredMaintenance)分析及方法,并建立模型,在工程上应用,证明其方法的可行性。DRCM分析改进了传统意义上的RCM分析,指出RCM和故障诊断技术、信息化技术相结合构成DRCM分析,根据RCM技术分析确定高、中风险设备的维修维护策略及内容,然后运用状态监测结果及处理措施又构成RCM分析中重要的参考依据,同时也充实了维修决策内容,对以可靠性为中心的维修增加了动态的可依赖数据,实现对设备的多维检测,使RCM更加完善,更具应用价值。 (5)研制开发了基于面向服务架构(SOA,Service-Oriented Architecture)的以可靠性为中心的动态智能维修管理系统,并在石化企业中进行了工程应用。这种面向服务架构的新体系,实现了便携智能离线监测系统(PIS,Portable Intelligent System)、实时在线监测诊断系统(RMS,Real-Time Monitoring System)、RCM、RBI,维修管理系统(MMS,Maintenance Management System)、企业资产管理系统(EAM,Enterprises AssetManagement)等多种维修管理系统的有机集成,实现了设备维修管理策略与现代设备诊断工程技术有效结合,实现了信息共享,消除信息孤岛,为企业设备维修管理人员提供了科学的、系统的设备维修策略,实现了智能维修。在装备安全与维修领域开辟了全新的设备维修理论体系。