关于离心泵智能化及路径探讨( 二 )
【关于离心泵智能化及路径探讨】2）企业转型升级的需要
在互联网时代的大背景下 ， 商业模式发生了巨大的变化 。 传统制造业为了生存和发展 ， 企业必须由单一制造商向服务商转型 。 《中国制造2025》明确提出：要加快制造与服务的协同发展 ， 推动商业模式创新 ， 促进生产制造向服务型制造的转变 - 就是由单一产品制造向用户提供一整套系统解决方案 。
2 机械保护及状态监测系统
人工智能需要依靠大量的数据支撑 ， 而数据的获取离不开各种传感器 。 在探讨离心泵智能化之前 ， 需要了解两个概念及其之间的关系 – 机械保护和状态监测 。 关于机械保护系统和状态监测系统 ， API 670标准[1]中有明确的定义和说明 。
2.1 机械保护机械保护系统（Machinery Protection Systems ， 缩写MPS）：感知、测量、监测和显示机器参数以表明其运行状态的系统 。 当一个参数超过预先定义的限值、表明出现异常情况时 ， 系统会将事件传达给操作人员和/或停机系统 。 该系统的目标是减轻对机器的损坏 。 该系统包括传感器系统、信号电缆、监控系统以及所必需的安装位置、安装夹具和说明文件 。
2.2 状态监测
状态监测系统（Condition Monitoring Systems ， 缩写CMS）：一种测量指定机器过程参数和预测趋势的系统 。 提供报警、显示和分析工具 ， 用于检测和识别发展中的故障 。 允许继续监视检测到的故障以确定其传播和严重性 。 也可用于管理机器的运行状态 ， 以减少因发展中的故障而产生的意外停机 。 CMS的目标是最大程度地提高可用性 ， 同时降低运营和维护成本 。
2.3 机械保护与状态监测之间的关系实际工程应用中 ， 由于机械保护系统和状态监测系统经常安装在一起 ， 甚至可以紧密地集成在一起 ， 因此 ， 很多制造商/供应商和用户通常将两种系统混为一谈 。 CMS是一种计算机化的数据采集和分析工具 ， 其与MPS最大的区别在于对运行设备进行趋势预测 。 目前 ， 工程应用中所采用的基本上为MPS 。 MPS与CMS的基本区别如表1 。
表1 MPS和CMS的基本区别机械保护系统状态监测系统目的感知、测量、监测和显示机器参数 ， 以表明其运行状态 。 测量机器过程参数和预测趋势的系统 。 用于检测和识别发展中的故障以确定其传播和严重性 。 也可用于管理机器的工作条件 。 目标防止人员受伤 ， 防止或减轻对机器或环境的损害智能化地预测寿命 。 使操作人员和管理人员更好地了解关键资产的运行状况 。
除了以上区别以外 ， 两种系统还有一些相似之处 。 通常均用于一些重要工况的“关键”设备 ， 同时 ， 两种系统共享许多相同类型的传感器和相同类型的信号处理功能（通常将MPS的数据作为CMS的基础） 。
3 泵的保护及监测
多年来 ， 制造商一直致力于提高泵的可靠性 ， 并开发了监测泵性能和运行状况的工具 – 机械保护系统 。 然而 ， 这些工具通常只会在故障发生前或正在发生时起到“警示或提醒”的作用 。
随着科技的不断发展 ， 可以通过监测泵（组）过程参数的变化 – 状态监测 ， 来确定离心泵的运行状态 ， 并预测出机械零部件的寿命、故障可能发生的时间 ， 以便在预期或规定的期限内对问题进行纠正 。
离心泵最常见的监测项目通常如下[2]：
- 温度/温升 。 特别是轴承和密封腔的温度 。 主要涉及轴承、密封腔、润滑油、冷却水以及泵进/出口介质的温度；还涉及到泵壳体上/下温差 。 通过对泵进/出口介质温度的监测 ， 有助于预测汽蚀的发生；通过对泵壳体上/下温差的监测 ， 判断是否进行了充分的暖泵 。
- 压力/压差 。 主要包括泵进/出口的压力、冷却水及润滑油的压力、机械密封系统压力；还包括过滤器前后的压差 。
- 流量 。 可以预测泵壳体/叶轮耐磨环更换时间及开式叶轮间隙调整时间；通过流量监测还可以确定泵出口再循环系统的状态 。
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