專利名稱：一種煤化工壓縮機重要部件檢修管理系統及壽命管理方法
技術領域：
本發明涉及一種煤化工壓縮機重要部件檢修管理系統及壽命管理方法，應用于煤 化工企業多臺壓縮機組的設備管理，屬于化工工程和壓縮機技術領域。
背景技術：
壓縮機的重要部件是指造價昂貴，損壞嚴重的部件，主要包括曲軸，軸承，轉子， 活塞，密封組件。壓縮機的啟動過程，停機過程，負荷變動過程稱為非穩態運行過程。在壓 縮機的非穩態運行過程中，對壓縮機的重要部件容易造成較大的壽命損耗。對壓縮機運行 的操作不當會縮短壓縮機重要部件的使用壽命。隨著壓縮機運行時間的增加，壓縮機機組 的重要部件的累計損耗增大，剩余壽命逐漸減少，如果不根據壓縮機組的工況適當安排檢 修項目，則會引起壓縮機機組的事故，造成整個工廠的重大損失。但國內煤化工行業內大都 還在延續上個世紀蘇聯的定時檢修方案，這種方案有很多的優勢，但其劣勢也很明顯。現在 國際上的設備檢修主流方案已經被主動狀態檢修方案所替代，雖然國內也逐步開始轉變檢 修策略，但國內對設備的現有的狀態檢修方案上，還存在著很多不同的理解與不足一是缺 乏對狀態檢修總體策略的研究，過分依賴在線監測技術，以在線監測裝置的應用多少衡量 狀態檢修應用研究的深度；二是缺乏科學把握設備當前健康狀況和未來發展趨勢的評估方 法，對設備的健康評估仍局限在原有預防性試驗標準的簡單合格與否判別上；三是缺乏對 狀態檢修各類數據的綜合統計分析軟件。發明內容
本發明的目的是提供一種煤化工壓縮機重要部件檢修管理系統及壽命的在線管 理方法。為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種煤化工壓縮機主動檢修管理系統， 其特征在于由數據管理軟件，計算/應用服務器，數據庫服務器，外部系統接口，壓縮機數 據采集系統及參數測點和用戶端瀏覽器組成。數據庫服務器通過外部系統接口與壓縮機 數據采集系統及參數測點相連，而用戶端瀏覽器分別安裝相關數據管理軟件。所述的壓縮 機數據采集系統及參數測點為油泵油壓，轉子轉速，軸位移，軸跳動，軸承溫度，密封組件溫 度，入口氣閥氣壓、入口氣閥溫度，出口氣閥氣壓、出口氣閥溫度，中冷器水壓及溫度，內缸 金屬溫度，管道及壁溫測點值，機組功率，油面溫升。一種煤化工壓縮機重要部件的壽命的 在線管理方法，其特征在于，采用C語言編寫的關于煤化工壓縮機重要部件的壽命分析軟 件運行在數據庫服務器上，應用于煤化工壓縮機重要部件壽命的在線管理上，其管理方法 為
第一步存入在線監測數據
通過外部系統接口，每隔At = 60min把壓縮機數據采集系統在線采集的與壓縮 機運行及壽命有關的測點數據存入數據庫服務器；
第二步，在線計算多臺壓縮機各部件工況狀態運行狀況
應用安裝在數據庫服務器上的綜合統計分析軟件，采用神經模擬算法在線評估壓4縮機各主要部件運行工況及壽命情況，主要分為
1.計算多臺壓縮機重要部件的累計低周疲勞壽命損耗^ij
其計算公式為=Elij= EliJ0+EfliJ
其中&⑶為本次非穩態過程前第i臺壓縮機的j重要部件累計低周疲勞壽命損 耗，Eflij為在非穩態過程第i臺壓縮機的j重要部件累計低周疲勞壽命損耗
2.計算壓縮機組重要部件累計扭振疲勞壽命損耗Dlnij
其計算公式為Dlnij= Σ NiJx/DliJx
其中Nijx為在線監測到的不同扭振應力τ χ的扭振信號
Dlijx為資料和實際經驗中得出的第i臺壓縮機的j重要部件的對應不同扭振應力 τ χ的扭振疲勞壽命
3.計算壓縮機組重要部件的平均壽命損耗速率eijk
其公式為eijk= l/yiJkX 100%
其中yijk為第i臺壓縮機的j重要部件的設計壽命(年)
4.計算壓縮機組重要部件在低周疲勞下的剩余壽命Psijkl
Psijkl = T-ElijZeijk
其中T為壓縮機重要部件的總壽命的損耗的指標值，根據實際經驗，定義 T e {80%, 100% }
5.計算壓縮機組重要部件在低周疲勞下和扭振疲勞共同作用下的剩余壽命Psijk2
Psijk2 = T-ElirDlniJ/eiJk
第三布，提出壓縮機優化運行操作建議
根據多臺壓縮機的重要部件的累計低周疲勞壽命損耗和累計扭振疲勞壽命損耗 的計算結果，推薦的優化運行操作建議為
1.對于累計低周疲勞壽命損耗比較大(Elij > 15% )，而累計扭振疲勞壽命損耗比 較小(Dlnij ^ 15% )的壓縮機組，建議的運行措施是可調整負荷運行，減少非穩態運行，以 延長此類壓縮機組的使用壽命；
2.對于累計低周疲勞壽命損耗比較大(Elij ( 15% )，而累計扭振疲勞壽命損耗 比較小(Dlnij > 15% )的壓縮機組，建議的運行措施是保持穩定負荷運行，可參與非穩態運 行，以延長此類壓縮機組的使用壽命；
第四步，提出壓縮機的優化檢修措施
根據存儲在數據庫中信息管理系統(MIS)的壓縮機的標準運行數據以及對壓縮 機各主要部件的評估情況，提出優化運行建議，分為
1.當Psijk < 1年，建議年內安排大修，并加強維護，增強巡檢；
2.當1年彡Psijk < 4. 5年，建議1年后但4年內安排計劃大修；
3.當4. 5年彡Psijk ^ 9年，建議在以后的大修中，進行探傷檢測及老化鑒定試驗；
4.當Psuk > 9年時，建議按照工廠內部檢修標準安排機組的大修計劃
第五步，打印結果
輸出并打印壓縮機的工況運行情況及評估結果以及所提出的壓縮機的優化檢修 建議，和檢修優化措施。
本發明具有以下特點
1、在數據庫服務器端安裝采用C語言編寫的壓縮機的重要部件的剩余壽命的綜 合統計分析軟件，該綜合統計分析軟件主要完成以下計算主要按指令運行，在非穩態過程 結束后發出指令，計算壓縮機重要部件的累計低周疲勞壽命損耗&u，累計扭振疲勞壽命損 耗Dlnu，平均壽命損耗速率euk，低周疲勞下的剩余壽命Psukl,低周疲勞下和扭振疲勞共同 作用下的剩余壽命Psuk2,計算結果送到數據庫服務器，供網頁服務器調用；
2、數據庫服務器存放四類服務器
第一類數據為壓縮機的在線監測數據，包括油泵油壓，轉子轉速，軸位移，軸跳 動，軸承溫度，密封組件溫度，入口氣閥氣壓、入口氣閥溫度，出口氣閥氣壓、出口氣閥溫度， 中冷器水壓及溫度，內缸金屬溫度，管道及壁溫測點值，機組功率，油面溫升；第二類數據為 壓縮機的基本正常運行參數的累計變動；第三類數據為壓縮機的重要部件的損耗的計算結 果，包括多臺壓縮機重要部件的累計低周疲勞壽命損耗&u，累計扭振疲勞壽命損耗Dlnij, 平均壽命損耗速率euk，應用于指導壓縮機的優化運行；第四類數據為壓縮機的重要部件的 剩余檢修時間的計算結果，包括壓縮機組重要部件在低周疲勞下的剩余壽命Psukl,在低周 疲勞下和扭振疲勞共同作用下的剩余壽命PsUk2，應用于指導壓縮機重要部件的優化檢修措 施。
3、外部系統的接口功能是把壓縮機數據采集系統的測點數據存入數據庫，包括 油泵油壓，轉子轉速，軸位移，軸跳動，軸承溫度，密封組件溫度，入口氣閥氣壓、入口氣閥溫 度，出口氣閥氣壓、出口氣閥溫度，中冷器水壓及溫度，內缸金屬溫度，管道及壁溫測點值， 機組功率，油面溫升。
4、多臺壓縮機組的重要部件的主動檢修結果，在網頁服務器上具有三個功能
一是每隔Am= 1天定期向數據庫服務器輸入壓縮機的基本運行參數，包括壓縮 機組的累計運行小時數H ；累計非穩態啟動運行次數n，每次巡查及檢修結束時的各項壓縮 機運行基本參數；二是按照瀏覽器端技術人員發出的請求，通過調用數據庫服務器中多臺 壓縮機組的多個重要部件的累計低周疲勞壽命損耗和累計扭振疲勞壽命損耗的計算結果， 在網頁服務器上形成多臺壓縮機組的多個重要部件的累計低周疲勞壽命損耗和累計扭振 疲勞壽命損耗的計算結果頁面，返回給瀏覽器端用戶，指導壓縮機的優化運行建議，確保合 理使用壓縮機組的剩余壽命；
三是按照瀏覽器端技術人員發出的請求，通過調用數據服務器中多臺壓縮機組的 多個重要部件的剩余壽命，指導壓縮機組的優化檢修，合理安排多臺壓縮機組的多個重要 部件的計劃檢修周期和計劃檢修項目，確保多臺壓縮機組的安全運行。
5、用戶端瀏覽器的功能是查看不同編號壓縮機組不同重要部件的壽命管理的計 算結果以及運行和設備檢修的建議。
本發明的優點是實現了多臺壓縮機關鍵部件主動狀態檢修在線管理，達到了使用 一套主動狀態檢修管理系統管理煤化工企業多臺壓縮機主動狀態檢修和壓縮機關鍵部件 壽命的技術效果。采用本發明提供的煤化工壓縮機檢修管理系統及壽命管理方法，可以在 線計算多臺壓縮機組的多個重要部件的累計低周疲勞壽命損耗和累計扭振疲勞壽命損耗， 用來指導壓縮機的優化運行；也可以在線計算多臺壓縮機組的多個重要部件的剩余壽命， 指導壓縮機組的優化檢修，以便使多臺壓縮機的主要部件的壽命和狀態處于受控狀態，為 煤化工企業多臺壓縮機的正常運行提供技術支持。
圖1為本發明所采用壓縮機重要部件主動狀態檢修管理系統的方框圖2為本發明壓縮機重要部件主動狀態檢修管理系統所采用方法的流程圖3為本發明壓縮機重要部件剩余壽命在線管理系統的計算機軟件框圖.
具體實施方式
如圖1所示，多臺壓縮機組重要部件主動狀態檢修管理系統由計算/應用服務器， 數據庫服務器，網頁服務器，用戶端瀏覽器，外部系統接口和壓縮機數據采集系統組成。網 頁服務器分別與計算/應用服務器，數據庫服務器，用戶端瀏覽器相連接，計算/應用服務 器與數據庫服務器連接，數據庫服務器通過外部系統接口與壓縮機數據采集系統相連接。
如圖2所示，為本發明提供方法的流程圖。如圖3所示，為本發明采用的c語言編 寫的關于煤化工壓縮機重要部件剩余壽命分析軟件框圖，該軟件安裝在計算/應用服務器 上，適用于多臺壓縮機重要部件的主動狀態檢修及壽命管理。以下結合附圖和實例對本發 明作進一步說明。
對于兩臺某型號壓縮機，其主要參數分別為
#1 容積流量155000Nm7h，壓縮機功率13780kw
#2 容積流量4^6Nm7h，壓縮機功率3166kw
采用圖1所示的主動狀態狀態檢修管理系統，采用如圖2所示的本發明提供方法 的流程圖和圖3所示的煤化工壓縮機主動狀態檢修分析軟件。
第一步每隔At = 60min，通過外部系統接口把#1，#2兩臺壓縮機組的測點數據 通過壓縮機數據采集系統存入數據庫服務器中；
第二步在線讀取數據庫服務器中的測點數據，使用煤化工壓縮機主要部件主動 狀態檢修分析軟件，這兩臺機組運行到2010年9月5日M時，計算壓縮機重要部件的累計 低周疲勞壽命損耗&u，累計扭振疲勞壽命損耗Dlnu，平均壽命損耗速率euk，低周疲勞下的 剩余壽命Psukl，低周疲勞下和扭振疲勞共同作用下的剩余壽命PsUk2，其中累計低周疲勞壽 命損耗&u，累計扭振疲勞壽命損耗Dlnu參看表1，主要部件的剩余壽命參看表2.
表 1
壓縮機編號主要參數主要部件名稱Eiij (%)Dlnij (%)1容積流量 155000Nm3/h 壓縮機功率 13780kw壓縮機轉子4.69815.032曲軸1.29116.1802容積流量 4926Nm3/h 壓縮機功率 3166kw.壓縮機轉子17.0011.361曲軸18.4533.213
從表1 中可知 #1 壓縮機,Elij > 15%,Dlnij ^ 15%，而 #2 壓縮機，Elij 彡 15%,Dlnij > 15%，從延長使用壽命的觀點出發，，推薦#1壓縮機可調整負荷運行，減少非穩態運行， 而#2壓縮機保持穩定負荷運行，可參與非穩態運行。
表
權利要求
1.一種煤化工壓縮機重要部件主動狀態檢修在線管理系統，其特征在于由計算/應用 服務器，數據庫服務器，網頁服務器，用戶端瀏覽器，外部系統接口和壓縮機數據采集系統 組成。網頁服務器分別與計算/應用服務器，數據庫服務器，用戶端瀏覽器相連接，計算/ 應用服務器與數據庫服務器連接，數據庫服務器通過外部系統接口與壓縮機數據采集系統 相連接。
2.根據權利要求1所述的一種煤化工壓縮機主動狀態檢修管理系統，其特征在于，所 述的壓縮機數據采集系統及參數測點為油泵油壓，轉子轉速，軸位移，軸跳動，軸承溫度，密 封組件溫度，入口氣閥氣壓、入口氣閥溫度，出口氣閥氣壓、出口氣閥溫度，中冷器水壓及溫 度，內缸金屬溫度，管道及壁溫測點值，機組功率，油面溫升。
3.根據權利要求1所述的一種煤化工壓縮機重要部件的壽命的在線管理方法，其特征 在于，采用C語言編寫的關于煤化工壓縮機重要部件的壽命分析軟件運行在數據庫服務器 上，應用于煤化工壓縮機重要部件壽命的在線管理上，其管理方法為第一步存入在線監測數據通過外部系統接口，每隔At = 60min把壓縮機數據采集系統在線采集的與壓縮機運 行及壽命有關的測點數據存入數據庫服務器；第二步，在線計算多臺壓縮機各部件工況狀態運行狀況應用安裝在數據庫服務器上的綜合統計分析軟件，采用神經模擬算法在線評估壓縮機 各主要部件運行工況及壽命情況，主要分為1.計算多臺壓縮機重要部件的累計低周疲勞壽命損耗^ij其計算公式為=Elij = EliJ0+EfliJ其中&⑶為本次非穩態過程前第i臺壓縮機的j重要部件累計低周疲勞壽命損耗，Eflij 為在非穩態過程第i臺壓縮機的j重要部件累計低周疲勞壽命損耗2.計算壓縮機組重要部件累計扭振疲勞壽命損耗Dinij其計算公式為=Dlnu=ENijx/Dlijx其中Nijx為在線監測到的不同扭振應力τ χ的扭振信號Dlijx為資料和實際經驗中得出的第i臺壓縮機的j重要部件的對應不同扭振應力τ χ 的扭振疲勞壽命3.計算壓縮機組重要部件的平均壽命損耗速率eijk其公式為eiJk = l/yiJkX100%其中yijk為第i臺壓縮機的j重要部件的設計壽命(年)
4.計算壓縮機組重要部件在低周疲勞下的剩余壽命PsijklPsijkl — T-Elij-Zeijk其中T為壓縮機重要部件的總壽命的損耗的指標值，根據實際經驗，定義T e {80%, 100% }5.計算壓縮機組重要部件在低周疲勞下和扭振疲勞共同作用下的剩余壽命Psijk2Psijk2 — T-Elij--Dlnij-ZeiJk第三布，提出壓縮機優化運行操作建議根據多臺壓縮機的重要部件的累計低周疲勞壽命損耗和累計扭振疲勞壽命損耗的計 算結果，推薦的優化運行操作建議為1.對于累計低周疲勞壽命損耗比較大(Elu> 15% )，而累計扭振疲勞壽命損耗比較小 (Dlnij ^15%)的壓縮機組，建議的運行措施是可調整負荷運行，減少非穩態運行，以延長此 類壓縮機組的使用壽命；2.對于累計低周疲勞壽命損耗比較大(E⑴<15%)，而累計扭振疲勞壽命損耗比較小 (Dlnij >15%)的壓縮機組，建議的運行措施是保持穩定負荷運行，可參與非穩態運行，以延 長此類壓縮機組的使用壽命；第四步，提出壓縮機的優化檢修措施根據存儲在數據庫中信息管理系統(MIS)的壓縮機的標準運行數據以及對壓縮機各 主要部件的評估情況，提出優化運行建議，分為1.當Psuk< 1年，建議年內安排大修，并加強維護，增強巡檢；2.當1年<Psijk < 4. 5年，建議1年后但4年內安排計劃大修；3.當4.5年< Psuk ^ 9年，建議在以后的大修中，進行探傷檢測及老化鑒定試驗；4.當Psuk> 9年時，建議按照工廠內部檢修標準安排機組的大修計劃第五步，打印結果輸出并打印壓縮機的工況運行情況及評估結果以及所提出的壓縮機的優化檢修建議， 和檢修優化措施。
全文摘要
本發明涉及一種煤化工壓縮機重要部件檢修管理系統及壽命管理方法，應用于煤化工企業多臺壓縮機組的設備管理，屬于化工工程和壓縮機技術領域。其檢修管理系統特征在于由數據管理軟件，計算/應用服務器，數據庫服務器，外部系統接口，壓縮機數據采集系統及參數測點和用戶端瀏覽器組成；其壽命在線管理方法，其特征在于采用C語言編寫的關于煤化工壓縮機重要部件的壽命分析軟件運行在數據庫服務器上，在線計算壓縮機重要部件累計低周疲勞壽命損耗和累計扭振疲勞壽命損耗，指導多臺壓縮機組的優化運行和主動檢修措施；本發明的優點實現了使用一套主動狀態檢修管理系統管理多臺壓縮機重要部件壽命和主動狀態檢修的技術效果。
文檔編號G06Q10/00GK102034150SQ20101057978
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者韓世良, 齊振元 申請人:韓世良, 齊振元