4G/5G通讯技术、无线WIFI技术的 进步使得数据传输带宽不再成为瓶 颈,能够承担物联网数据管道的角色。
云计算技术与大数据分析技术的进 步使得基于物联网平台的智能决策 成为可能。
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系统架构
智能运维平台的核心——数字模型
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PART 8.3
关键技术
• 大型透平压缩机组 • 往复压缩机 • 离心泵
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关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
典型石化透平压缩机组
离心压缩机组
轴流压缩机组 13
关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
典型石化透平压缩机组
烟气轮机 14
关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
主要石化透平压缩机工作特点
离心式压缩机
• 径向 • 叶轮旋转，气体受离心力
增速增压 • 经扩张通道降速增压
YES
故障特征捕捉
智能
联锁
异常检测
保护
硬件
预警？
实现
NO
YES
基于深度学习 的诊断模块
诊断结论 诊断评价
知识转化 触发器
专家会诊
定期触发 NO
YES
虚警？ 精准故障匹配
模块
是否存在故障
智能联锁 保护层
常规报警/联锁停机 处理模块
故障状态劣 化程度评估
YES
智能决策模块 （无量纲故障指数计算）
故障风险度 评估
离心压缩机组在线监测概貌图 17
关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平机组状态监测技术
轴系统监测系统界面 18
关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平机组状态监测技术
密封系统监测系统界面 19
关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平压缩机组智能联锁保护技术
为防止机组发生故障而引发重大事故，在实际工程应用中通常为透平 机组配备联锁系统。目前普遍使用的振动联锁保护系统（如GE Bently 3500系统等）一直采用以通频幅值进行联锁停车保护方式，由于该联 锁方式对故障种类及其风险度没有针对性，同时又经常出现虚假信号 导致联锁停机，造成不必要的过保护问题。
为解决该问题，近年来有关学者提出了基于智能联锁保护的基础框架
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关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
自进化智能联锁保护基础框架
监测数据层 早期预警层
智能诊断层
压缩机组档案信息
状态监测实时/历史数据库
基础知识库（事实征兆的定义，故障定义）
故障特征空间指
标计算
监测
系统 软件
自主异常检测
实现
NO 存在异常？
5
引言
动设备
静设备
• 透平压缩机组 • 大型往复压缩机 • 机泵群
基于振动、滑油等 物理量的状态监测、 故障诊断等技术
• 压力容器 • 压力管道 • 储罐
腐蚀监测
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PART 8.2
系统架构
智能运维平台架构图
系统架构
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系统架构
石化企业智能运维平台主要表现
具有较强边缘计算能力的智能数据 采集设备、无线物联网节点日趋成 熟能够承担物联网网关的角色。
态监测及智能诊断技术、离心泵（高危泵/关键泵）故障智 能诊断技术。 ➢ 应用实例：典型系统平台介绍与故障诊断案例。
石化装备智能运维
1 引言 2 系统架构 3 关键技术 4 应用实例
PART 8.1
引言
引言
石化行业是我国国民经济的最重要支柱之一。属 于易燃、易爆及有毒物质开发与利用的高风险领 域，企业生产属于典型的流程工业。生产装置由 炼化机械、静设备、电气设备、仪器仪表和工艺 管道组成，布局紧凑，组成一个功能完备的生产 体系。
I-ESD
联锁停车
报警、联锁 保护触发器
故障报警
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关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平压缩机组智能联锁保护技术
根据该智能联锁保护基础框架，针对石化机械异常检测误报漏报率高的问题，基于高斯混合模型 的异常检测方法如下： • 分别采集机械正常工况运行数据和实时工况运行数据； • 提取数据特征集,构造特征相空间； • 设定混合模型初始参数值； • 用正常数据训练得到基于混合模型的统计分布模型，模型数自学习结果为T； • 计算正常工况数据特征相空间模型间距离，自学习报警门限； • 将模型数设定为T，训练实时数据统计分布模型； • 计算正常工况和实时工况运行数据特征相空间模型间的距离； • 判断距离是否超过设定的报警门限，超过报警门限则报警，反之，继续采集数据。
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关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
基于高斯混合模型机械异常检测方法
机械状态监测数据
计算正常数据模 型间距离，自学
习报警门限
取n组正常运行数 据

取n组实时运行 数据
提取数据特征 值，构造相空间
提取数据特征 值，构造相空间
设定初始参数值
设定初始参数值
训练得到基于狄利
过程：系统从传感器模拟信号缓冲接口直接引出振动信号至系统数采器中，数采器将采集的数
据传输到应用数据应用管理器中，分析诊断及维护人员可以在企业内部局域网、广域网上随时随 地调用现场数据应用管理器的机组状态数据，察看机组运行信息并可进行故障分析、诊断。
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关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平机组状态监测技术
关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平压缩机组状态监测与联锁保护技术
透平是由英文Turbine的音译技术名称，它泛指具 有叶片或者叶轮的涡轮机械。透平压缩机在石化 企业一般指离心压缩机和轴流压缩机。透平压缩 机是用来提高气体压力，并输送气体的机械。透 平压缩机中应用最广泛的还是轴流式与离心式两 种。
轴流式压缩机
• 轴向 • 转子旋转，气体增速 • 经动、静叶栅降速增
压
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关键技术——大型透平压缩机组智能运维技术
大型透平机组状态监测技术
远程状态监测诊断系统是新一代在线监测系统，采用全新的设计理念， 大大提高了系统稳定性和可靠性，并可在局域网和互联网上方便进行 查询和分析。在设备运行过程中，对机组进行在线振动监测，基于实 时振动数据提供多种专业化分析图谱和监测诊断报警手段，能够及时 发现设备的异常状态以及原因、部位，从而实现设备基于状态的维修， 降低维修成本，减少设备停机次数，提高生产效率，最大化生产效益。
智能运维与健康管理
本章导读
学习要求：
➢ 了解石化装备智能运维的特点与重要性。 ➢ 掌握石化装备智能运维的系统框架构成与关键技术。
基本内容及要点：
➢ 石化行业背景介绍、故障与故障诊断特点； ➢ 系统架构 ：石化企业智能运维三大特点与架构组成介绍； ➢ 关键技术：大型透平压缩机组智能运维技术、往复压缩机状