柴油發(fā)電機主機信息管理系統(tǒng)的運用探索

賈付澤

中海石油（中國）有限公司深圳分公司 廣東 深圳 518064

1 某海上平臺柴油發(fā)電機主機簡介

某油田海上平臺距離陸地約150km，油田所處位置水深約100m。該平臺該電站還承擔(dān)著自身和鄰近平臺的電力供應(yīng)。主電站采用的是某公司生產(chǎn)的4臺16VM32C柴油機，每臺發(fā)電機組的額定輸出電功率為7680kW。

2 建立主機信息管理系統(tǒng)背景

作為油田石油鉆采平臺的核心動力裝置，主柴油機的工作狀態(tài)對于平臺的安全生產(chǎn)和設(shè)備設(shè)施的運轉(zhuǎn)效率有著直接影響。傳統(tǒng)的主機管理方式是基于手工記錄和人工經(jīng)驗管理模式，加上人員流動，一定程度影響傳承連貫性。這些問題影響了主機的性能和使用，建立主機信息管理系統(tǒng)，可以有效地解決這些問題，并提高油田生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性。

3 創(chuàng)建主機信息管理系統(tǒng)

某海上平臺，在主機系統(tǒng)設(shè)備管理工作中，積極探索管理模式。2014至2015年，完成了各設(shè)備操作程序的開發(fā)、維保臺賬的建立、點檢制度的執(zhí)行；2016—2017年，完成主要維保檢修方案的開發(fā)；2019年根據(jù)主機運行5年來的管理經(jīng)驗編寫了《平臺主機設(shè)備系統(tǒng)管理手冊》，手冊對主機管理工作進行了系統(tǒng)的闡述，提出了設(shè)備管理“三化”原則，即：維保作業(yè)計劃規(guī)范化、操作程序標準化、崗位職責(zé)制度化。

2021年以編寫的《主機系統(tǒng)管理手冊》為總綱，結(jié)合平臺建造以來資料積累，創(chuàng)新建立了主機設(shè)備信息管理系統(tǒng)，見圖1。該系統(tǒng)設(shè)計采用自下而上進行歸納，自上而下進行分解的形式；通過建立18個版塊，136個文件夾，涵蓋主機系統(tǒng)15個撬塊，從崗位職責(zé)、管理制度、設(shè)備管理以及備件管理等環(huán)節(jié)設(shè)計，層層緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣，實現(xiàn)主機系統(tǒng)管理的規(guī)范化、體系化、程序化，以及維修人員技能水平斷層，提升主機系統(tǒng)設(shè)備的管理質(zhì)量。

3.1 系統(tǒng)功能框架設(shè)計

主機信息管理系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮以下幾個方面：

3.1.1 數(shù)據(jù)采集

通過傳感器、計量儀表、控制器等設(shè)備采集主機相關(guān)數(shù)據(jù)，持續(xù)做好日常記錄，并及時更新匯總錄入系統(tǒng)。

3.1.2 數(shù)據(jù)處理

將采集到的數(shù)據(jù)處理成圖表形式，便于分析設(shè)備狀態(tài)變化趨勢，更好地對設(shè)備運行狀態(tài)進行動態(tài)評估，及時發(fā)現(xiàn)隱患，將故障提前處理，降低風(fēng)險發(fā)生概率。

3.1.3 系統(tǒng)功能

根據(jù)需求方便快速查閱各類設(shè)備信息，包括實時數(shù)據(jù)，報警處理信息，備品備件信息以及維保檢修記錄等，根據(jù)設(shè)備信息制定最優(yōu)維保計劃安排，將成本控制更加合理、優(yōu)化，見圖2。

圖2 主機滑油化驗數(shù)據(jù)分析曲線

3.1.4 系統(tǒng)安全

確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性、穩(wěn)定性和可靠性，使用專用硬盤，并對關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)進行保存?zhèn)浞荨?/p>

3.2 數(shù)據(jù)采集與存取

3.2.1 主機信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

需要采集的數(shù)據(jù)包括但不限于：

1）主機轉(zhuǎn)速、功率、溫度、壓力等參數(shù)；

2）油位、冷卻水位、機組狀態(tài)、運行時間等數(shù)據(jù)；

3）設(shè)備維保記錄、作業(yè)內(nèi)容、檢修記錄、備件管理等信息；

3.2.2 文件歸檔

完善設(shè)備維護保養(yǎng)工作記錄的文檔搜集整理。運維記錄是記載開展設(shè)備管理工作基本情況的文字資料，是設(shè)備管理工作的真實反映，也是設(shè)備開展維修策略維修的重要依據(jù)。對文檔管理模式進行了優(yōu)化，通過在辦公軟件中建立7個主分類，并在此基礎(chǔ)上細分各個主分類下的具體文件內(nèi)容，逐一建立快捷方式，從而達到快速訪問各個文件夾進行文檔存取的目的。

3.3 數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用

采集到的數(shù)據(jù)需要進行處理，包括數(shù)據(jù)清洗、標準化、存儲和分析，其中，數(shù)據(jù)清洗是指去除無效數(shù)據(jù)，并進行異常值處理；標準化是將不同類型、格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式；存儲是將已處理好的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中；分析則是對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、預(yù)測、優(yōu)化等操作，以提高主柴油機的性能和壽命。

數(shù)據(jù)處理包含兩個重要的作用，（1）通過日常的數(shù)據(jù)收集，趨勢分析，研判設(shè)備狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)處理隱患，防止設(shè)備故障導(dǎo)致安全事故發(fā)生。（2）設(shè)備故障后，通過數(shù)據(jù)比對，反推引發(fā)故障原因，更好地制定接下來的維保檢修策略。通過這兩種一正一反的數(shù)據(jù)處理分析，更好地保障主機設(shè)備穩(wěn)定運行。

處理故障分析原因，要“有理有據(jù)”。每次故障處理后都要進行詳細的分析，找出故障的根本原因，做到從完善操作程序和維保方案這兩方面來避免同類故障的發(fā)生。比如：主機增壓器數(shù)次12000小時維修均發(fā)生噴嘴環(huán)裂紋故障，為查找故障原因，對D主機增壓器進行了暫停沖洗增壓器的變更，并在主機每運作150小時抓取一次運行數(shù)據(jù)，進行分析查找原因，在主機30000小時維修時，對增壓器進行解體，確認噴嘴環(huán)狀態(tài)，為后續(xù)維保程序優(yōu)化，提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

為加強滑油管理，制作了關(guān)鍵設(shè)備滑油化驗數(shù)據(jù)分析表，并對每一個化驗指標制作了曲線圖，見圖2，以便于對滑油化驗數(shù)據(jù)中的每一個指標進行統(tǒng)計分析[1]。經(jīng)過統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)主機在使用了國產(chǎn)滑油以后大磨粒值（DL）和小磨粒值（DS）都明顯增大，再次啟機運行，因顆粒較多，油溫起來后，油霧濃度探測器就容易高報。找到了引起主機油霧高關(guān)斷的關(guān)鍵點。我們進行設(shè)備運行調(diào)整及維保策略優(yōu)化，主機在啟停機時，滑油分油機運行6小時以上，按照廠家說明書要求油霧濃度探測器1500小時進行維保，我們進行調(diào)整到300小時進行維保，優(yōu)化后未出現(xiàn)油霧濃度探測器高報情況，主機運行正常。

3.4 系統(tǒng)功能

主柴油機信息管理系統(tǒng)的功能包括但不限于：

1）實時監(jiān)測：對主柴油機的各項參數(shù)進行實時監(jiān)測[2]，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進行報警。

2）數(shù)據(jù)查詢：根據(jù)日常需求，查詢特定時間段內(nèi)的主柴油機運行數(shù)據(jù)。

3）故障診斷：對主柴油機故障碼或者歷史記錄事件進行診斷，快速定位故障原因并給出解決方案。

4）維保優(yōu)化：基于分析結(jié)果，制定性能優(yōu)化方案，策略維保，低成本檢修，提高主柴油機的效率和壽命。

5）數(shù)據(jù)匯總：自動生成日報、周報、月報等數(shù)據(jù)匯總，為動力班組掌握設(shè)備運行狀態(tài)提供參考依據(jù)。

3.5 系統(tǒng)安全

主柴油機信息管理系統(tǒng)的安全性需要考慮以下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)保密：保護設(shè)施用電信息的機密性，避免敏感資料數(shù)據(jù)泄露，使用專業(yè)辦公電腦，設(shè)置文件權(quán)限，未經(jīng)許可不外傳信息資料。

（2）數(shù)據(jù)完整性：確保數(shù)據(jù)沒有被惡意篡改或破壞，非動力人員不得私自篡改數(shù)據(jù)或刪除文件，定期檢查數(shù)據(jù)完整性。

（3）系統(tǒng)穩(wěn)定性：確保系統(tǒng)的穩(wěn)定，使用專用硬盤存儲，并對關(guān)鍵設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進行定期存檔。

3.6 主機信息管理系統(tǒng)各模塊介紹

（1）崗位職責(zé)。該板塊收錄了動力主操、中級、初級崗位職責(zé)。

（2）管理制度。該板塊收錄了巡檢點檢制度、主機房管理制度、設(shè)備維保及檢修制度、主電網(wǎng)用電規(guī)程、?；饭芾碇贫取⒒凸芾碇贫?、值班制度、交接班制度。

（3）操作程序。該板塊收錄了所有設(shè)備撬塊的操作程序和可視化程序，并對避復(fù)臺程序進行持續(xù)修改完善。

（4）設(shè)備管理。該模塊針對設(shè)備管理中的設(shè)備檔案不完善、設(shè)備維護保養(yǎng)執(zhí)行情況監(jiān)督不到位以及維修臺賬統(tǒng)計記錄不完整、設(shè)備故障總結(jié)分析不全面的情況進行設(shè)立。通過進行設(shè)備臺賬管理、維修工作管理與點檢工作管理，從而促進主機系統(tǒng)設(shè)備管理水平，提升設(shè)備管理質(zhì)量。該板塊依據(jù)設(shè)備編碼劃分為17個小塊，并對每個小塊進行了細分。

（5）備件管理。備件管理是設(shè)備管理維修的供應(yīng)基礎(chǔ)，對備件進行科學(xué)、規(guī)范的管理，可以降低維修成本。

1）通過庫存定額的分析，讓庫存結(jié)構(gòu)、庫存脈絡(luò)更加清晰，優(yōu)化庫存結(jié)構(gòu)，提高合理性。

2）庫存管理更加標準化，在既滿足現(xiàn)場庫存需求，又極大的提高公司資金利用率，減少庫存積壓。

3）制定切實合理可行的的預(yù)算計劃表，提高預(yù)算的執(zhí)行率。

（6）工具管理。制定了工具交接制度，加強工具的管理與維護。對扭矩扳手制定定期送檢計劃。

（7）人員管理。制定了交接班制度，進一步強化交接班的規(guī)范化。為進一步提升員工的專業(yè)技能，持續(xù)開展崗位練兵，做到以練促學(xué)。

4 管理系統(tǒng)實施效果

主柴油機設(shè)備數(shù)據(jù)的管理效率顯著提高，可以更加有效地管理設(shè)備信息，有效降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備運行效率。同時，提高企業(yè)運轉(zhuǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

4.1 “個性化檔案”解決滑油濃度高報故障

利用管理系統(tǒng)，加強滑油管理，制作了滑油化驗數(shù)據(jù)分析表，并對化驗指標制作了曲線圖。針對主機油霧高導(dǎo)致主機關(guān)停的故障，動力班組通過統(tǒng)計分析滑油化驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，主機在使用了國產(chǎn)滑油以后大磨粒值（DL）和小磨粒值（DS）都明顯增大，備用主機啟機運行時，因顆粒較多，油溫起來后，油霧濃度探測器就容易高報關(guān)停主機，并據(jù)此優(yōu)化主機啟停程序，主機在啟機前及停機后，滑油分油機運行6小時以上，以提高滑油凈化效果，減少顆粒物，同時將油霧濃度探測器說明書要求的1500小時維保周期調(diào)整到300小時，通過上述措施后，徹底解決了油霧濃度探測器高報故障。2017年因油霧濃度關(guān)停3次，產(chǎn)生維修費用18.4萬元；2018年關(guān)停1次，產(chǎn)生維修費用5萬元，通過優(yōu)化維保策略，2019年以來未發(fā)生油霧濃度高報故障，四年累計節(jié)約維修費用約46.8萬元。

4.2 趨勢性及時處理C 主機兩側(cè)排煙溫差大故障

2021年初，通過主機信息系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)C主機兩側(cè)排氣溫差不斷變大，動力班組對C主機兩側(cè)排煙溫差大故障問題進行技術(shù)攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致主機兩側(cè)排煙溫差大的原因是油門總桿球形軸承、軸套等磨損導(dǎo)致一側(cè)供油量偏多，兩側(cè)供油量相差懸殊，有效避免當(dāng)時環(huán)境下，設(shè)備不穩(wěn)定帶來的生產(chǎn)效益損失。

項目實施后，主機燃燒質(zhì)量提升，燃料利用率提升，50%負載工況下，燃油日消耗從22.5m3降低為21.6m3，日節(jié)約燃油0.9m3。主機年均運行至少4000小時，預(yù)計可節(jié)約燃油至少150m3，產(chǎn)生經(jīng)濟效益至少27.9萬元。

5 結(jié)束語

某海上平臺以強有力的現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析，開發(fā)一套有價值的生產(chǎn)運行管理信息系統(tǒng)，滿足現(xiàn)場設(shè)備信息化管理的需求，為油田企業(yè)增儲上產(chǎn)貢獻了一份力量。

主機設(shè)備管理系統(tǒng)的開發(fā)注重實現(xiàn)設(shè)備管理的系統(tǒng)化、規(guī)范化，通過數(shù)據(jù)化的方式及時更新設(shè)備檔案、設(shè)備備件檢修、備品使用、設(shè)備運行狀態(tài)等信息，文檔資料整齊存放，文件數(shù)據(jù)一鍵直達，數(shù)據(jù)信息等快速檢索，圖形趨勢一目了然。實現(xiàn)高效的設(shè)備維護、維修、保養(yǎng)、采購、應(yīng)用等方案的制定。對設(shè)備全生命周期的信息化高效管理，保證設(shè)備全程處于最佳狀態(tài)。

主機信息系統(tǒng)建立精細化管理以來，通過優(yōu)化維保策略、比對和分析數(shù)據(jù)，解決了曲軸箱油霧濃度高、主機噴油器殼體裂紋、C主機兩側(cè)排煙溫差大等十余項高頻故障難題，提升了主機設(shè)備的可靠性，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益123.9萬元。