工况性能监测示例

监测，分析，优化

北塔的工况性能评估服务是一种远程监测服务，可针对于往复式压缩机、离心式压缩机、发动机、电机、燃气轮机、汽轮机和其它类型的机械设备，服务价格经济实惠。

从客户提供的数据中，北塔可以进行深度分析，检测机械老化和性能问题。机械专家研究这些结果，并制定出具体的、可执行的建议。客户利益包括机械寿命延长、生产量提升、机械性能优化以及降低维护成本。

以下列举该服务的几个例子：

Speak to a specialist

1 监测出发动机油压下降

一位北塔的分析师发现了某发动机油压模式异常。监测显示该机组压力呈下滑趋势，但仍在可接受水平内。

首次警报于八月二十日发送给客户

第二次警报发送于11天后，即九月一日，并提示具有高风险等级，需要马上采取行动。

客户反溃：
“看起来B池发动机油压正在减少。如果不采取行动，我们就要失去这个发动机了。”

客户报告，发现该泄油弹簧磨损，触及壳体。
该问题被更正，并且油压恢复到了正常水平。

客户反馈：“谢天谢地，北塔发现了这个问题，避免了意外停机，并挽救了发动机。”

2 离心式压缩机示例

2.1 电机驱动离心式压缩机

该例来自某电机驱动离心式压缩机。使用控制系统数据，每年对性能进行一次分析。

该图表显示，多变效率（红色曲线）从66%持续下降到58%。流量不变的情况下电机功率（黑色曲线）增加了约100千瓦。如果如此例这样，驱动低于额定功率运行，那么就会增加机器运行的成本。当驱动达到极限时，如多变效率再降低将引起产量损失，这通常会造成很大成本浪费。

衰退的效率可能由叶轮结垢、叶轮磨损，和/或余隙增加等原因引起。通过监测，可以按计划进行必要的维修，避免突发事件。

2.2 离心式压缩机偏离基线

本例中，通过对比该设备的轮曲线基线，对离心式压缩机进行性能评估。这是监测离心式压缩机性能最好的方法，尤其当运行工况发生显著变化时。

在下表中，本设备水头发生11%的偏差，可能由叶轮结垢、叶轮磨损，和/或余隙增加这些原因引起。

性能的下降（即测量的水头偏差）需要额外做功来压缩燃气；本例中为约325BHP。根据当时原料价格估算，即每年需要花费超过25万美元的额外费用。

2.3 海上平台设备——变化的燃气涡轮机进气口压差表示空气过滤器被分流了

一些安装在海上平台的大型涡轮机/离心式压缩机系统，采用北塔的性能评估监测服务。其中一个重要参数是，在燃气涡轮机的气体发生器部分，测量空气过滤器进气口的压差。

空气进气压差非常稳定，为1.5-2.0 （H2O）。之后，在2011年九月底，读数开始变化，从2降至0 （H2O）。
该例中，低至0的读数非常需要关注，因为这表明，空气在通过过滤器的时候被分流了。 

 

进一步调查表明，峰值每24小时出现一次。0读数几乎发生在每天最热的时候。（该站点位于北纬20度左右。）

调查结果是，该过滤器曾进行过更换，并且替换的过滤器安装方法不太正确；入口管道的热畸变造成了在一天中最热的时候，空气在过滤器处被分流了。在这种情况下，灰尘和其他污染物的积累，加速了燃气发生器的压缩机性能迅速下降。

2.4 预测性维护——油过滤器压差的变化

​来自八个大型燃气涡轮机/离心式压缩机系统的运行数据，经过北塔监测专家的常规评审之后，和客户在11月24日讨论了以下问题：

待解决问题
观测/行动	1号涡轮机压差（标签DPT-301）有上升趋势，并在11月19日达到了11PSI。
建议	建议过滤器更换；可能在一月之内
概率	2-中（可能）
后果	2-中-设备停机
风险等级	1-尽快采取行动

以下图表说明了在该点发生的事情以及后果。图标（垂直红线）位于十一月十九日。水平固体黑色的线是15PSI的警报。在十二月二日，该压差达到了警报级别。客户在十二月七日更换了过滤器。北塔的早期警报，能够实现有计划的维护、风险规避，或将由机器更换过程造成的停产损失最小化。

3 往复式压缩机示例

3.1 辨别阻塞的热交换器

一艘FPSO具有三个大型电机驱动的重要往复式压缩机。北塔的性能评估服务监测这些压缩机和电机。在B机组电机中，观察到了线圈温度上升。虽然还在警报水平以下，但温度高于A和C电机。该客户被提醒。

新问题
观测/行动	B1105，创建于2012年1月16日。B机组的电机线圈温度接近115℃，并且自12月30日以来就稳定上升。相比之下，A机组的温度约为95℃，C机组约为85℃。
建议	验证测量结果；保障正常冷却流。
概率	2-中（可能）
后果	1-主要-主设备故障
风险等级	2-尽快采取行动

该客户进行了积极调查，发现并更正了其中一个热交换器的问题。

问题解决
观测/行动	B1105，创建于2012年1月16日。B系统电机的线圈温度升到了116℃，并且稳定上升。A机组的电机温度为95℃左右，C机组电机约85℃。
建议	验证测量结果；保障正常冷却流量。
解决方案	冷却流不足，发现并更正了海水换热器阻塞的问题。
概率	0-未分析
后果	0-未分析
风险等级	5-不需采取行动

该项前瞻性的干预措施，使得问题得到及时解决，并未造成任何损失。若不加以监测，热交换器的性能将下降，直到温度达到警报级别，这时就需要紧急措施，并可能造成生产损失。

关于北塔高性价比的远程状态和性能评估服务，更多信息请联系
info.vdn@woodplc.com 该服务面向天然气压缩系统中的所有设备。

3.2 辨识微小的压缩机振动变化，阻止了高代价的重大故障发生

在2012年8月27日，当执行往复式压缩机的常规评审时，北塔的一名分析师发送了以下信息给客户：
“我看到了压缩机振动有显著升高的趋势。当前水平并不是很高，但是趋势很明显。我没有看到该机组有任何速度或流量变化。”

该振动仍然处于警报水平以下，但被远程监控专家视为异常情况。

在2012年10月11日，北塔收到了该客户的感谢信：
“因为你的提醒，我们调查并发现，在压缩机#2列的小端衬套损坏了。我们更正了这个问题，并且在2012年10月5日更换了新的衬套之后，该单位就上线运行了。该振动水平回到了正常值。感谢你！”

连杆套管损毁

由于北塔对该系统的监测，避免了重大的高代价故障。这种故障可能会最终导致该组件咬死，以及重大损坏。

3.3 管道公司——往复式压缩机避免重大损失

在为某大型管道公司进行一组压缩机的监测时，北塔当值的技术专家发现了机组3的排放温度偏差，并给客户发送了警报。
以下警报告知了观测到的现象、可能性以及风险后果，并为客户提供了可执行的建议。这两个案例所示，不采取行动的后果是重大设备故障。

机组3的新问题
观测/行动	问题发现于2013年2月11日。列4的排放温度偏差自2013年1月30日起就从14℃持续上升，并在2013年2月11日达到了24℃。
建议	检查列4的阀门问题。并检查该列的润滑率。
概率	1-高（非常可能）
后果	2-重大-设备故障
风险等级	2-尽快采取行动

单位3，列#4

检查发现，该机组的缸头端的排放阀损坏。

相似问题发生于列#2，21号机组，并发现该机组两处曲轴端排放阀损坏。

21号机组的新问题
观测/行动	问题发现与2013年2月11日：在1级，列2发现排放温度偏差，自2013年2月5日起，从8℃上升至16℃。
建议	检查列2阀门问题和/或该列润滑率。
概率	1-高（非常可能）
后果	2-重大-设备故障
风险等级	2-尽快采取行动

监测项目的益处

​压缩机阀门故障的早期监测能保护压缩机性能和效率，并防止如阀门解体造成的二次损坏的发生。第二个案例尤其显著；损坏的曲轴端排放阀，会导致重大故障，因为转杆载荷趋于持续紧张，并少有或没有好转。幸运的是，客户立即采取了行动，并且两个设备都在收到警报的四天之内维修完毕，避免了重大的设备故障。

3.4 检测到微小的压缩机性能问题

小差错会变成大问题，早期警告会排除重大故障。该例是对两级、四列燃气压缩机进行远程监测。列2、列4位于1级；列1、列3位于2级。

我们监测的是基于衍生的测量（如下表），其被称为“排放温度偏差”，而不是原始的温度数据。“偏差”是排放温度预期值和测量值之间的差别。

该图显示了一个气缸4的排气温度历史（黑色曲线）。进一步检查表明，温度小幅度提升，但并不足以引起问题。

关于北塔高性价比的远程状态和性能监测服务，更多信息请联系
info.vdn@woodplc.com 该服务面向所有使用燃气压缩技术的设备。 

然而，我们看到测量值明显的升高（红色曲线）。这通常意味着阀门泄漏或环泄漏。
​

我们可以检查该级压缩率，来进行确认。1级压缩率下降了，2级压缩率上升了。与1级的性能下降吻合。

通过监测流量（在回收阀后）和回收阀位，进行进一步确认。在前表显示的相同时段内，该流量一直保持稳定。但是回收阀位从约20%下降到约15%。 

该数据表明，压缩机产量有了损失。结论：在列4发生了阀门或环泄漏。

该例说明，监测此类微小问题，需要先进的技术，并需要经由专家之手。如果依赖于简单方法的自动处理程序，仅查看显著温度改变的话，是无法发现这种问题的。

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