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[摘 要]输油泵机组是原油集输系统中非常重要的设备之一，其对企业的生产安全运行起到关键性的作用。如果其在运行过程中发生故障无法及时修复的话将会对企业的正常生产造成极大的影响。文章首先分析了当前输油泵出现的主要故障类型，并详细探讨了安全监测与故障诊断系统的设计，供相关工作者参考。
[关键词]输油泵；安全监测；故障诊断
中图分类号：R835 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0343-01
引言
输油泵机组在原油集输系统中主要承担着系统运营动力的作用。其在实际的使用过程中，由于缺乏行之有效的安全监测以及故障诊断，导致很多输油泵出现油泵抽空、泵轴以及电机损坏、轴承和轴瓦因过热而烧坏等现象，对输油站场的安全平稳运营造成了一定的影响。目前，对输油泵的管理和检验大多采用人工监测方式。但是人工监测的受限比较多，如经验和技术水平等都会使监测结果产生差异，因此，科学有效的安全监测与故障诊断系统的设计是非常有必要的。
1 输油泵常见故障介绍
1.1 输油泵转子常见故障
输油泵转子常见的故障主要有以下几种：1）转子不平衡。转子本身是一种需要细加工的机械零件，是众多机械设备的重要组成部分。转子不平衡是输油泵故障中比较常见的一种故障类型。造成转子不平衡的原因有很多，主要有转子自身形状不对称，转子由于长期运行的磨损积累，受到外力作用发生不可逆转的形变；其次就是安装不规范。所有的这些原因都可能导致转子不平衡；2）转子不对中。转子不对中主要包括两种情况：一是联轴器不对中，二是轴承不对中。造成转子不对中的原因有很多，归纳起来主要包括以下两个方面。一个是联轴器和轴承加工工程中的误差所导致的轴线的不对中，另外一个方面就是设备在安装的过程中所导致的不对中，这主要是由于安装地面不平坦造成的。转子不对中会导致设备产生轴向振动，严重时会导致转子错位，从而引起设备故障；3）转子松动。转子松动也是旋转机械的常见故障之一，发生转子松動的原因有很多归纳起来主要包括以下几个方面。一是转子的固定器件松动，二是轴承的间隙太大，主要是电机和输油泵之间的地基不牢导致的。转子松动后一般会导致转轴左右摆动。
1.2 输油泵轴承常见故障
输油泵轴承的常见故障主要有以下几种；1）轴承磨损。轴承不可能做到绝对密封，随着使用时间的加长，外界的灰尘等污物必然会不断进入，从而引起摩擦增加导致轴承滚道和滚动体的磨损和破坏；2）轴承疲劳。轴承疲劳主要是由于轴承在加工的过程中表面粗糙或者长期的超负荷工作所导致的轴承表面产生凹凸不平的小坑，长时间积累之后形成片，进而导致轴承表皮脱落；3）轴承断裂。由于轴承的内在缺陷或是受到较大的偏转力所导致的轴承断裂现象；4）轴承腐蚀。导致轴承腐蚀的原因有很多，其中非常重要的一点是润滑油在使用的过程中会被空气不断氧化产生一些对金属有腐蚀作用的酸性物质，从而对轴承造成腐蚀；5）轴承胶合。轴承胶合是指轴承的滚道和滚动体因为温度过高而导致局部粘合在一起。
2 安全监测和故障诊断系统
输油泵安全监测与故障诊断系统的设计首先应保证的一点是采集系统的实时性，其不仅要完成对多路信号的采集、特征运算、数据传输，还要同步对多路过程量信号进行采集与处理。因此，数据处理的工作量特别大。
2.1 硬件系统
硬件系统主要由数据传输电缆、传感器、控制柜以及PC机等几部分组成。传感器实时获取输油泵的转速等数据，并将数据转换成4～20mA的输入、输出调节信号，通过数据传输电缆将信号传输至控制柜进行信号处理后进行数据采集，采集数据存储在PC机上。
2.2 软件系统
2.2.1数据采集系统
数据采集系统的功能主要是对现场的数据进行采集，进而驱动诊断仪主机，其采集方法主要包括智能自动采集法以及人工采集法。人工采集法可对任意通道、采样长度、采集频率的数据进行采集。该方法测量准确、意外可能性小，但是要求操作者具有很高的专业知识。智能自动采集法需要先建立一个由输油泵需要采集参数的数据库。在此数据库的引导下，操作者才可以对数据进行轻松的采集，具有实用、简便、高智能性的显著特点。两种方法中智能自动采集法是未来主要的发展趋势。
2.2.2信号分析处理系统
此系统包含了数十种信号分析处理方法，如频域、包络分析、时域、相关分析、小波分析、倒频域等。可以对数据采集系统采集出来的参数进行准确的分析和处理，并能根据已有的故障对比得出相应的故障特征。
2.2.3故障诊断库管理系统
此系统指存放各种故障数据特征的数据库，这些故障包含了输油泵常见的一些问题，比如转子不平衡、气蚀、轴弯曲、不对中、轴承工作异常、松动等。故障诊断库具有普通数据库的大部分特征，可进行删除、添加、修改、查询等各项操作。
2.2.4自动分析和处理系统
此系统和信号分析处理系统在功能上有一定的相似。信号分析处理系统更倾向于原始数据的分析，而自动分析和处理系统则是对数据的再处理。例如，该系统对已经处理的数据再次处理和分析，并且能够自动与输油泵机组故障库进行比较，进而诊断出可能出现的故障。
3 系统工作流程及原理
首先，选择合适的测点并安装传感器，这样输油泵在工作状态下的振动信号以及其他不同信号则可以通过电缆传输给安全监测和故障诊断系统。系统采集到原始数据后，信号分析处理系统对采集到的信息进行处理。若设备运转出现故障，采集到的数据就会出现异常，出现一定的频率特征，这些频率特征为故障诊断提供重要判断依据。由振动信号转变成的电信号通过数据采集系统进行数字化处理，分析后能得到反映设备故障状态的特征信息图谱，最后通过此图谱可以直观了解到设备的结构强弱、振动特点、振动来源、故障原因及故障部位，为诊断决策提供有力依据。
结束语
文章所提出的安全监测与故障诊断系统的设计是现代信号处理技术、计算机技术、振动理论以及设备诊断技术等多项技术的结合。实践证明该项技术在运行稳定性以及监测可靠性方面具有非常大的优势，其故障诊断率非常高，该系统设计可在同类机组中进一步推广。
参考文献
[1] 高宝元.外输泵机组在线监测故障智能诊断系统研究应用[J].石油化工自动化，2017，53（03）：37-40.
[2] 董奕平，侯旭.输油泵机组故障在线监测与诊断系统的开发[J].化工管理，2016，（11）：17.
[关键词]输油泵；安全监测；故障诊断
中图分类号：R835 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0343-01
引言
输油泵机组在原油集输系统中主要承担着系统运营动力的作用。其在实际的使用过程中，由于缺乏行之有效的安全监测以及故障诊断，导致很多输油泵出现油泵抽空、泵轴以及电机损坏、轴承和轴瓦因过热而烧坏等现象，对输油站场的安全平稳运营造成了一定的影响。目前，对输油泵的管理和检验大多采用人工监测方式。但是人工监测的受限比较多，如经验和技术水平等都会使监测结果产生差异，因此，科学有效的安全监测与故障诊断系统的设计是非常有必要的。
1 输油泵常见故障介绍
1.1 输油泵转子常见故障
输油泵转子常见的故障主要有以下几种：1）转子不平衡。转子本身是一种需要细加工的机械零件，是众多机械设备的重要组成部分。转子不平衡是输油泵故障中比较常见的一种故障类型。造成转子不平衡的原因有很多，主要有转子自身形状不对称，转子由于长期运行的磨损积累，受到外力作用发生不可逆转的形变；其次就是安装不规范。所有的这些原因都可能导致转子不平衡；2）转子不对中。转子不对中主要包括两种情况：一是联轴器不对中，二是轴承不对中。造成转子不对中的原因有很多，归纳起来主要包括以下两个方面。一个是联轴器和轴承加工工程中的误差所导致的轴线的不对中，另外一个方面就是设备在安装的过程中所导致的不对中，这主要是由于安装地面不平坦造成的。转子不对中会导致设备产生轴向振动，严重时会导致转子错位，从而引起设备故障；3）转子松动。转子松动也是旋转机械的常见故障之一，发生转子松動的原因有很多归纳起来主要包括以下几个方面。一是转子的固定器件松动，二是轴承的间隙太大，主要是电机和输油泵之间的地基不牢导致的。转子松动后一般会导致转轴左右摆动。
1.2 输油泵轴承常见故障
输油泵轴承的常见故障主要有以下几种；1）轴承磨损。轴承不可能做到绝对密封，随着使用时间的加长，外界的灰尘等污物必然会不断进入，从而引起摩擦增加导致轴承滚道和滚动体的磨损和破坏；2）轴承疲劳。轴承疲劳主要是由于轴承在加工的过程中表面粗糙或者长期的超负荷工作所导致的轴承表面产生凹凸不平的小坑，长时间积累之后形成片，进而导致轴承表皮脱落；3）轴承断裂。由于轴承的内在缺陷或是受到较大的偏转力所导致的轴承断裂现象；4）轴承腐蚀。导致轴承腐蚀的原因有很多，其中非常重要的一点是润滑油在使用的过程中会被空气不断氧化产生一些对金属有腐蚀作用的酸性物质，从而对轴承造成腐蚀；5）轴承胶合。轴承胶合是指轴承的滚道和滚动体因为温度过高而导致局部粘合在一起。
2 安全监测和故障诊断系统
输油泵安全监测与故障诊断系统的设计首先应保证的一点是采集系统的实时性，其不仅要完成对多路信号的采集、特征运算、数据传输，还要同步对多路过程量信号进行采集与处理。因此，数据处理的工作量特别大。
2.1 硬件系统
硬件系统主要由数据传输电缆、传感器、控制柜以及PC机等几部分组成。传感器实时获取输油泵的转速等数据，并将数据转换成4～20mA的输入、输出调节信号，通过数据传输电缆将信号传输至控制柜进行信号处理后进行数据采集，采集数据存储在PC机上。
2.2 软件系统
2.2.1数据采集系统
数据采集系统的功能主要是对现场的数据进行采集，进而驱动诊断仪主机，其采集方法主要包括智能自动采集法以及人工采集法。人工采集法可对任意通道、采样长度、采集频率的数据进行采集。该方法测量准确、意外可能性小，但是要求操作者具有很高的专业知识。智能自动采集法需要先建立一个由输油泵需要采集参数的数据库。在此数据库的引导下，操作者才可以对数据进行轻松的采集，具有实用、简便、高智能性的显著特点。两种方法中智能自动采集法是未来主要的发展趋势。
2.2.2信号分析处理系统
此系统包含了数十种信号分析处理方法，如频域、包络分析、时域、相关分析、小波分析、倒频域等。可以对数据采集系统采集出来的参数进行准确的分析和处理，并能根据已有的故障对比得出相应的故障特征。
2.2.3故障诊断库管理系统
此系统指存放各种故障数据特征的数据库，这些故障包含了输油泵常见的一些问题，比如转子不平衡、气蚀、轴弯曲、不对中、轴承工作异常、松动等。故障诊断库具有普通数据库的大部分特征，可进行删除、添加、修改、查询等各项操作。
2.2.4自动分析和处理系统
此系统和信号分析处理系统在功能上有一定的相似。信号分析处理系统更倾向于原始数据的分析，而自动分析和处理系统则是对数据的再处理。例如，该系统对已经处理的数据再次处理和分析，并且能够自动与输油泵机组故障库进行比较，进而诊断出可能出现的故障。
3 系统工作流程及原理
首先，选择合适的测点并安装传感器，这样输油泵在工作状态下的振动信号以及其他不同信号则可以通过电缆传输给安全监测和故障诊断系统。系统采集到原始数据后，信号分析处理系统对采集到的信息进行处理。若设备运转出现故障，采集到的数据就会出现异常，出现一定的频率特征，这些频率特征为故障诊断提供重要判断依据。由振动信号转变成的电信号通过数据采集系统进行数字化处理，分析后能得到反映设备故障状态的特征信息图谱，最后通过此图谱可以直观了解到设备的结构强弱、振动特点、振动来源、故障原因及故障部位，为诊断决策提供有力依据。
结束语
文章所提出的安全监测与故障诊断系统的设计是现代信号处理技术、计算机技术、振动理论以及设备诊断技术等多项技术的结合。实践证明该项技术在运行稳定性以及监测可靠性方面具有非常大的优势，其故障诊断率非常高，该系统设计可在同类机组中进一步推广。
参考文献
[1] 高宝元.外输泵机组在线监测故障智能诊断系统研究应用[J].石油化工自动化，2017，53（03）：37-40.
[2] 董奕平，侯旭.输油泵机组故障在线监测与诊断系统的开发[J].化工管理，2016，（11）：17.