狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù) 在多噴嘴水煤漿氣化設(shè)備管理上的應(yīng)用

謝澤宇，王欣(江蘇索普化工股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

0 引言

多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)因碳轉(zhuǎn)化率高、科學(xué)環(huán)保、操作簡(jiǎn)便，在眾多煤化工企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。多噴嘴水煤漿氣化裝置受氣化爐運(yùn)行周期所限，一般都設(shè)有備用爐且檢修頻率較高，因此其相關(guān)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響著企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。然而，由于氣化裝置主要?jiǎng)?靜設(shè)備運(yùn)行常處于高溫高壓、介質(zhì)腐蝕沖刷的惡劣環(huán)境，很容易出現(xiàn)各種故障問題。

為了能夠使氣化主要設(shè)備維持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，更加高效、安全完成生產(chǎn)任務(wù)，日常的設(shè)備管理工作十分重要。在設(shè)備維保過程中，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)是十分高效的管理模式，對(duì)此本文將針對(duì)水煤漿氣化裝置動(dòng)/靜設(shè)備維保相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，并提出狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷技術(shù)以及具體應(yīng)用措施。

1 相關(guān)概念與技術(shù)介紹

隨著我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的快速進(jìn)步與發(fā)展，多噴嘴水煤漿氣化裝置設(shè)備的整體性能得到了明顯提升，但也對(duì)其維護(hù)保養(yǎng)等管理工作提出了更加嚴(yán)格的要求。因此，在實(shí)際維保工作中，多噴嘴水煤漿氣化單位要充分了解氣化設(shè)備的特點(diǎn)，從配置和維護(hù)措施等角度入手，提升設(shè)備的整體維護(hù)保養(yǎng)層次，構(gòu)建一個(gè)高效的設(shè)備維保管理模式。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)是一種新型、高效的設(shè)備管理方式，也是目前最適合多噴嘴水煤漿氣化設(shè)備管理的一種運(yùn)行模式。

1.1 氣化設(shè)備管理概述

多噴嘴水煤漿氣化裝置生產(chǎn)工作具有十分突出的連續(xù)性特征，而且氣化相關(guān)設(shè)備管理所涉及的問題十分廣泛。為保證連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備維修時(shí)間通常都只有短短的幾十天[1]，這也在一定程度上提高了氣化設(shè)備管理的難度。對(duì)此，必須要保證氣化設(shè)備能夠在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中得到及時(shí)有效的維護(hù)保養(yǎng)，降低設(shè)備出現(xiàn)故障問題的概率。在此基礎(chǔ)上，還需要對(duì)設(shè)備展開周期性養(yǎng)護(hù)，供應(yīng)齊全的設(shè)備配件，同時(shí)利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段提高設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的有效性，確保氣化主要設(shè)備可以維持在一個(gè)穩(wěn)定安全的運(yùn)行狀態(tài)。

氣化設(shè)備的日常管理工作首先要制定出科學(xué)合理的設(shè)備維護(hù)方案，確保設(shè)備當(dāng)中的一些共性問題得到一致性處理。同時(shí)，在維護(hù)過程中，還需要從技術(shù)和使用規(guī)范兩個(gè)角度入手，既要在遵循維修原則的基礎(chǔ)上保證相關(guān)設(shè)備整體質(zhì)量，還要對(duì)技術(shù)方面進(jìn)行分析，提高化工設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)際維保工作中，還要做到投入最少的人力和物力資源，有效縮短維護(hù)周期，這樣才可以有效提高化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。在氣化設(shè)備維護(hù)時(shí)間方面，以往的化工設(shè)備維護(hù)工作基本上都停留在設(shè)備維修技術(shù)層面。對(duì)此，在氣化設(shè)備管理工作中，必須要將經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)效率作為工作核心要點(diǎn)，在設(shè)備維護(hù)周期內(nèi)，盡可能地減少機(jī)械設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，使其經(jīng)濟(jì)投入能夠滿足化工企業(yè)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境，利用先進(jìn)的化工設(shè)備維護(hù)模式，提高維護(hù)工作的整體質(zhì)量。

多噴嘴水煤漿氣化裝置設(shè)備的維保過程，其主要工作并不是簡(jiǎn)單地拆卸與更換零部件，而是要采取一系列技術(shù)與維修方法，確保裝置內(nèi)設(shè)備可以恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，提高氣化設(shè)備的穩(wěn)定性和長(zhǎng)周期運(yùn)行能力。

1.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)綜述

所謂狀態(tài)監(jiān)測(cè)，就是通過特定的方法和技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的過程，也包括對(duì)設(shè)備維修維保期間的部分重要參數(shù)進(jìn)行記錄。而故障診斷的內(nèi)容主要是，對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中所獲得的信息進(jìn)行及時(shí)接收，然后系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)所得信息與設(shè)定值或允許值對(duì)比，當(dāng)監(jiān)測(cè)信息有異常時(shí)，則通過系統(tǒng)智能分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的類型屬性和主要原因，對(duì)故障問題及時(shí)掌控，并對(duì)下一步所要采取的應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)和指導(dǎo)，以便采取最合理的措施使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，用科學(xué)、高效的方法來(lái)提高設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)運(yùn)行模式如圖1所示。

圖1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷運(yùn)行模式

2 在多噴嘴水煤漿氣化設(shè)備管理上的具體應(yīng)用

氣化裝置內(nèi)有數(shù)量眾多的動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備，包括各種離心泵、往復(fù)泵、攪拌器、壓力容器、壓力管道等等，其設(shè)備本體或主要部件在長(zhǎng)期高溫高壓、介質(zhì)腐蝕沖刷條件下運(yùn)行易發(fā)生損耗，或者本身即存在缺陷，會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)異響、滲漏、超溫等故障，輕者影響設(shè)備運(yùn)行效率，重者可能導(dǎo)致設(shè)備跳停，甚至導(dǎo)致全系統(tǒng)停車，狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)在動(dòng)、靜設(shè)備管理上的應(yīng)用具有重要價(jià)值和指導(dǎo)作用。

2.1 動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)

動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是指利用監(jiān)測(cè)儀器對(duì)設(shè)備整體或局部位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的某些參數(shù)，然后將參數(shù)信息記錄、存儲(chǔ)，再由系統(tǒng)自動(dòng)分析，最后做出反饋，為后續(xù)的設(shè)備故障診斷提供所需要的基礎(chǔ)信息。

目前，氣化裝置最主要的動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)為振動(dòng)監(jiān)測(cè)，因?yàn)閯?dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)最能通過振動(dòng)參數(shù)反映出來(lái)[2]。其中，又以離心泵和磨煤機(jī)上的應(yīng)用最多，通過振動(dòng)傳感器，獲取設(shè)備本體或其他部件的某些重要狀態(tài)參數(shù)，如：振幅、位移、加速度等，然后通過數(shù)據(jù)處理提取相關(guān)特征信息，分析出有用的數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷振動(dòng)來(lái)源及故障類型，對(duì)中不良、軸承損壞、齒輪磨損、葉輪汽蝕、電機(jī)異常等故障均可判別，進(jìn)而為后續(xù)處理提供依據(jù)。

2.2 靜設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)

氣化爐是氣化裝置的核心設(shè)備，運(yùn)行時(shí)內(nèi)部溫度高達(dá)1 200 ℃左右，由于內(nèi)部耐火磚壽命或者質(zhì)量問題，以及操作參數(shù)不當(dāng)、煤種變化等原因，氣化爐表面會(huì)出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，嚴(yán)重影響氣化爐的安全運(yùn)行。另外，氣化裝置的壓力管道也多在高溫高壓條件下運(yùn)行，由于介質(zhì)腐蝕、外力碰撞、焊縫沙眼或者是在多種因素共同影響下易產(chǎn)生滲漏故障，高效準(zhǔn)確的靜設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)不僅關(guān)系企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，也直接影響安全環(huán)保效益。

目前，氣化靜設(shè)備最重要的監(jiān)測(cè)技術(shù)就是溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)，更加精密的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要為無(wú)損探傷技術(shù)。

2.2.1 溫度監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)

溫度是氣化裝置內(nèi)靜設(shè)備最重要的特征參數(shù)之一。水煤漿的氣化過程本身就是一個(gè)強(qiáng)放熱的化學(xué)反應(yīng)，氣化裝置內(nèi)的主要靜設(shè)備運(yùn)行時(shí)內(nèi)部均處于高溫狀態(tài)，因此可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度的變化來(lái)分析設(shè)備運(yùn)行狀況的變化，進(jìn)而診斷出靜設(shè)備本體是否發(fā)生故障以及故障類型，并可以進(jìn)一步分析出故障原因，如參數(shù)設(shè)定是否合適，填料、構(gòu)件等是否損壞失效等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展迅速，種類豐富，可滿足不同設(shè)備、不同運(yùn)行條件的需求，氣化裝置靜設(shè)備主要采用熱電偶技術(shù)和輻射測(cè)溫技術(shù)。

2.2.2 無(wú)損探傷技術(shù)

無(wú)損探傷技術(shù)是一種常見的化工設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于壓力容器、壓力管道等特種設(shè)備的監(jiān)造、檢測(cè)上。無(wú)損探傷檢測(cè)的技術(shù)種類十分多元化，比較常見的檢測(cè)技術(shù)包括射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)和磁粉探傷檢測(cè)。其中，射線檢測(cè)可以檢測(cè)到設(shè)備和管道上的裂紋狀況、焊縫缺陷狀況、母材氣孔狀況等。超聲檢測(cè)利用超聲波與設(shè)備內(nèi)件的相互作用，獲取聲波在設(shè)備中透射狀況、反射狀況、散射波狀況的數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)分析，以滿足設(shè)備和管道檢測(cè)的要求。磁粉探傷技術(shù)通過分析鋼鐵表面的磁導(dǎo)率，來(lái)判斷設(shè)備表面是否存在缺陷。通過無(wú)損探傷技術(shù)可以精確檢查設(shè)備內(nèi)部是否出現(xiàn)了故障問題，充分保證了設(shè)備在后期使用過程中的工作性能。

3 技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)措施

3.1 日常巡檢

通常情況下，崗位操作人員的日常檢查工作包括了所有化工設(shè)備類型。在檢查過程中，要能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)化工設(shè)備上的故障問題以及出現(xiàn)安全問題的征兆，并針對(duì)這些問題給出相應(yīng)的維護(hù)方案與解決措施。同時(shí)，在檢查頻率方面也要與化工設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行價(jià)值等方面聯(lián)系在一起，針對(duì)化工生產(chǎn)過程中一些較為重要的設(shè)備，檢查頻率可以進(jìn)行適當(dāng)提升；而針對(duì)一些不經(jīng)常使用的設(shè)備，檢查頻率可適當(dāng)放寬。操作人員要嚴(yán)格遵循維護(hù)管理規(guī)定來(lái)操作，將工作期間所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，確保設(shè)備檢查工作能夠順利進(jìn)行，提高維護(hù)工作的實(shí)施效率。除此之外，在實(shí)際檢查工作中，技術(shù)人員還要提前對(duì)檢查內(nèi)容進(jìn)行編制，設(shè)置科學(xué)合理的檢查周期，并需結(jié)合具體生產(chǎn)情況，選擇一系列較為關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)，針對(duì)一些至關(guān)重要的機(jī)械設(shè)備給予文字形式的說(shuō)明，使其后續(xù)的維護(hù)管理工作能夠有序進(jìn)行。

3.2 定期檢驗(yàn)

在生產(chǎn)過程中，崗位員工都要充分認(rèn)識(shí)到設(shè)備運(yùn)行的重要價(jià)值，制定出完善的設(shè)備維護(hù)檢修計(jì)劃，全面了解設(shè)備的檢查周期。同時(shí)，氣化設(shè)備檢查工作還要與年檢工作有效結(jié)合在一起，在具體檢修工作當(dāng)中，可以在提高化工設(shè)備拆卸效率的基礎(chǔ)上，使檢查工作能夠具有深入性和科學(xué)性特點(diǎn)，將設(shè)備內(nèi)部或零部件磨損與腐蝕情況記錄下來(lái)，以此來(lái)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)工作的針對(duì)性。另外，還要記錄關(guān)鍵的參數(shù)和數(shù)據(jù)，為設(shè)備可能出現(xiàn)的故障處理提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.3 精密檢查

除了崗位人員日常和定期檢查，氣化主要設(shè)備還需要實(shí)施針對(duì)性的檢查與維護(hù)工作，利用更加精密且先進(jìn)的測(cè)量工具、檢測(cè)儀器，如對(duì)管道和容器進(jìn)行無(wú)損探傷、超聲波測(cè)厚等，對(duì)主要設(shè)備運(yùn)行期間可能出現(xiàn)的故障類型與故障征兆進(jìn)行確認(rèn)，了解化工設(shè)備出現(xiàn)故障問題的根本原因，從而凸顯出檢查檢驗(yàn)工作的整體層次。如果設(shè)備沒有出現(xiàn)任何故障問題，那么就可以繼續(xù)保持生產(chǎn)工作；一旦發(fā)現(xiàn)了故障問題出現(xiàn)的跡象，檢查設(shè)備故障問題是否嚴(yán)重，通過分析診斷技術(shù)采取最為合理的應(yīng)對(duì)措施。

3.4 落實(shí)故障診斷技術(shù)

不僅在氣化設(shè)備運(yùn)行期間，需要制度化地將振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、無(wú)損探傷技術(shù)、超聲檢測(cè)技術(shù)等應(yīng)用其中，而且在檢修過程中也必須保證其技術(shù)應(yīng)用。首先一定要提前判斷設(shè)備可能出現(xiàn)的各種故障問題，將問題控制在準(zhǔn)備工作之前，以此來(lái)保證化工設(shè)備能夠維持在一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，這也是確?；どa(chǎn)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，為后期企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升也奠定了良好基礎(chǔ)。在氣化設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)故障問題，維護(hù)人員就可以利用故障診斷技術(shù)來(lái)進(jìn)行深入分析，通過檢查設(shè)備內(nèi)部的特征信號(hào)，對(duì)其中存在的問題和故障危害程度進(jìn)行科學(xué)診斷，在全面了解故障發(fā)生原因和位置之后，加強(qiáng)檢修工作質(zhì)量與合理性。如果故障診斷技術(shù)沒有落實(shí)到位，對(duì)化工設(shè)備的整體使用性能就會(huì)造成嚴(yán)重影響。這也說(shuō)明，提升故障診斷技術(shù)的應(yīng)用效果，是保證企業(yè)整體生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)條件。

4 結(jié)語(yǔ)

狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷在多噴嘴水煤漿氣化裝置設(shè)備上的應(yīng)用實(shí)施，可以保證多噴嘴水煤漿氣化設(shè)備的高效運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。這不僅提高了設(shè)備管理的整體效率，還有效保障了企業(yè)的安全、環(huán)保生產(chǎn)。隨著科技的迭代更新和環(huán)保要求的日益提高，多噴嘴水煤漿氣化裝置需要更加高效、合理的設(shè)備管理方式。狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)同時(shí)也在不斷迭代更新，具有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?，多噴嘴水煤漿氣化企業(yè)需要重視狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，這樣才能夠確保企業(yè)生產(chǎn)能夠滿足社會(huì)發(fā)展的要求。