化工设备故障分析及处理
化工设备故障分析及处理 摘要:随着计算机技术的不断发展，我国化工技术逐渐成熟，越来越多的企业开 始投入化工领域。对于化工企业而言，只有不断更新自己的化工设备、提高自己 的生产力，才能在激烈的市场竞争中保留自己的一席之地。然而在企业发展的过 程中仍然会遇到一些不可避免的问题，例如工厂中的化工设备偶尔出下故障、零 部件的损坏等都会影响化工企业的正常运行，从而影响企业的经济效益。因此本 文从化工设备的角度出发，进一步深入分析化工企业运行中所存在的问题，并且 针对性的提出应对策略，避免一些不必要的损失，从而促进化工企业的顺利运营， 促使企业的经济效益发挥到最大化。关键词:化工生产;设备运行;故障;解决措施 随着化工技术的不断发展，企业对化工设备的要求也在逐渐增高。化工设 备在工厂的运行中有着至关重要的作用，它的和合理利用不仅能够大大缩短产品 的生产周期，还能提高化工企业的经济效益［1－2］。在利用化工设备进行生产 的过程中，难免会遇到一些问题，遇到这些问题要及时的分析产生的原因，例如 有可能是设备长期使用已经老化、也可能是工作人员在定期检查机器时的粗心大 意等因素造成的，对于这些问题要及时的采取应对措施，从而避免对化工企业造 成额外的损失。其中化工机器在运行过程中最常见的问题有:机器零件出现故障、 化工材料问题等［3］。设备在运行过程中偶尔会出现一些故障，主要特点有:(1) 隐蔽性，化工设备在运行过程中遇到一些故障，会很难找出是是哪些零部件出现 了问题，从设备检查到查出问题需要一个较长的一段时间，如果不能及时的解决 故障，可能会给企业造成更大的损失，而且也会影响其它相关设备的寿命［4－ 5］;(2)随机性，化工设备出现的问题具有随机性，不可预料，在设备运行的某个 时刻会突然发生故障，完全没有任何预兆。有些化工设备的材料和生产过程会影 响设备本身的安全性，因此在选择化工设备要着重考虑这点因素，来避免出现一 些不必要的故障。
1化工设备常见故障与发生阶段 1.1化工设备存在的常见故障。1.1.1化工设备出现裂纹。化工企业在运行 的过程中，由于设备的原因难免会遇到一些问题或故障，如果一直让设备超负荷 运行的话，就会出现设备裂缝的情况。如果裂缝的情况延续出现的话，不仅仅会 严重损害设备本身，还会影响化工企业的正常运行，从而影响企业的经济效益。
因此工作维修人员要定期的检测化工设备，分析产生这些问题的原因，可能是由于长时间持续使用机器造成的，也可能是由于机器设备的材质或不当操作造成的 等因素，对于这些可能会产生的原因工作人员要仔细的研究探讨。1.1.2设备渗漏。
设备渗漏也是化工企业在运行过程中经常出现的情况，导致这种情况的出现的原 因有很多，其中最常见的一种就是，当化工设备表面出现小裂缝时，机器内部的 气体或液体就会泄露，发生这种情况的原因可能是由于检测人员的粗心大意造成 的，也可能是由于机器没有及时得到更换或者是机器设备本身的密封性不够等原 因［6］。化工设备一旦有泄露的迹象，相关工作人员就应该及时的制止，分析 原因，快速的找出根源进而采取合理有效的应对措施，减轻对工厂以及人员造成 的损失和伤害。1.1.3设备运转、摆动故障。化工设备运转不顺畅、摆动出现故障 也是化工企业比较常见的一个问题，对于这个问题的解决，也要先寻找引发此类 故障的原因，进而由相关工作人员及时处理解决，来减少对化工企业的损失［7］。
造成设备运转、摆动故障的因素有很多，例如可能是由于设备内部的某个零部件 未得到及时更换、也可能是机器整体不协调，再或者是由于机器设备自身材质的 情况等因素，都有可能会导致化工设备出现运行方面的问题，这不仅仅会影响设 备本身的使用周期，还会严重降低企业的生产效率，从而影响到本企业的最终收 益情况，因此对于此类故障，能避免的要尽量避免，不能避免的要及时采取应对 策略，从而将损失降到最小化［8］。1.2化工设备易出现故障的阶段。1.2.1运转 初期。工厂的化工设备在运行一段时间后，一些故障问题就会突显出来，这也是 不可避免的一点。设备运行初期是比较容易出现故障的阶段，由于设备的制作过 程，工艺、以及选择使用的材料不同，在运行中出现的问题也会有所差别［9］。
有些设备可能是由于本身材质出现的问题，有些可能是设备组装的问题等，对于 在设备运行初期容易出现的问题，要尽量的避免。在设备进行运行之前，先对一 些组装的新设备进行实验检验，在确保各项指标都没问题后才投入使用。1.2.2 运转中期出现的故障。在化工企业正常运转过程中，当使用设备进入运转中期后， 设备出现问题故障的次数就大大减少了，再加上工作人员的认真负责，因此设备 在这个阶段不会出现较大的问题［10］。但一些小的故障还是不可避免的，如一 些设备的零部件没有得到及时的更换，会导致设备提前进入报废行列。对于设备 容易在运转中期出现的问题，最常见的解决方法就是要做好设备零部件的保护、 更换工作，从而延长设备的运转周期。1.2.3运转后期出现的故障。化工设备在经 过运行初期这个阶段后，出现故障的次数就大大减少了。但仍然避免不了偶尔出 现一些新问题。当设备投入正常运行之后，由于企业比较注重生产效率的提高， 过度的使用设备进行生产，同时由于一些工作人员的不当操作，可能会使机器设 备出现较多的问题，以至于设备提前报废［12］。因此在化工设备运转后期，相 关工作人员要定期对固定设备进行检测，这是很重要的一点，当发现一些设备出现故障时，要及时的进行维修调整，如果由于工作人员的疏忽没有对出现问题的 设备进行维修，以至于耽误企业的正常运转，由此造成的后果是非常严重的，对 企业造成的损失也是无法估量的［13］。
2化工过程故障智能化诊断技术的应用 故障诊断技术是目前的一种新兴综合性学科，无论是现代控制理论还是测 控及信号处理技术，无论是计算机技术还是智能控制理论都属于其中的一种表现 形式。这些年来，就动态系统的故障诊断技术来说，无论是理论应用还是实际应 用方面都得到了较为迅猛的发展，使得以不同原理为基础的众多方法蓬勃兴起， 对这些方法而言，无论是在性能检测方面还是性能诊断，无论是分离性还是鲁棒 性能都能够借助这些方法促进自身水平的提高，就有些领域来说，其理论体系结 构也得到了显著发展，比如动态线性时不变系统的出现，使得相应的论文和综述 文章也更加发展。现在公认的故障诊断方法一共有3大类:，分别是以定量模型为 基础的方法和以知识为基础的方法以及以过程历史数据为基础的方法等，其中第 三种又叫做以信号处理为基础的方法．就化工生产来说，其属于特殊动态系统的 一种，和一般的工业生产有区别的是，化工生产环境一直在极端条件下，无论是 高温高压条件还是低温真空条件亦或是有毒或腐蚀性条件都属于极端条件，只要 故障发生就能促使危害性发生，导致不可估量的损失出现，严重的会对人身安全 造成威胁。在化工过程中实行故障诊断政策有利于保证化工生产系统的可靠性， 为生产过程中的安全有效性保驾护航。图1表示的是化工过程的故障诊断过程， 在这里面，可以进行3大部分的划分:(1)对表征系统状态的各种特征信号进行集中 检测;(2)促进所检测特征信号征兆的进一步提取，换句话说就是促进信号处理和 特征变换的发生;(3)通过征兆和其它诊断知识促进对系统异常状态的识别，判断 故障、定位故障从而有助于提供诊断决策，促进对系统工作的干预。以定量模型 为基础的故障诊断方法是将现代控制理论作为主要基础的，通过促进对系统内部 特性信息的描述，有助于系统动态数学模型的建立和产生，无论是Kalman滤波 器方法还是观测器方法，无论是等价空间方法还是参数估计方法都是其运用的主 要方法，有助于促进对故障信息残差的构造和反映，通过对相应的统计分析和决 策方法的全方位运用，有助于促进故障检测与诊断目标的顺利实现。然而就这些 技术而言，其还是存在相应的问题，使其在化工过程故障诊断中找不到合理的方 法来解决。其问题是:(1)很难促进精确的动态系统数学模型的全方面建立;(2)在化 工过程中容易形成非线性特性;(3)在建模时极易发生诸多不确定性因素;(4)会有 相应的扰动和噪声存在;导致以定量模型为基础的故障诊断方法不得不在化工应 用过程中遇见方方面面的困难。就现在来说，以定量模型为基础的故障诊断技术研究目前的研究重点有:首先，怎么促使对智能控制理论和优化理论以及混沌理 论等新型理论的运动，促进以定量模型为基础的故障诊断技术多方面性能的提高， 其中无论是智能性能还是鲁棒性灵敏度都是关注的主要方面;其次，怎么促进以 定量模型为基础的故障诊断技术在实际应用中的发展，特别是是其能够运用于化 工过程这样的工业领域中，促进该技术和其它智能故障诊断技术的紧密结合，促 进以复合型和集成化为基础的故障诊断系统的形成，导致以定量模型为基础的故 障诊断技术能够在化工过程中得到十分广泛的应用。由于动态系统复杂性的显著 上升，导致以系统精确为基础的数学模型在获取过程中出现了很多困难。而且由 于系统故障具有多样性特征，导致故障和征兆之间也不再以简单的一对一的对应 关系为主要关系，必须通过对过程的多方面探索促进故障诊断的完成。以知识为 基础的故障诊断方法促进了对多方面诊断对象的引入和认识，尤其是能够促进对 领域专家诊断知识的多方面应用，减少了依赖精确数学模型等方面的弊端。导致 定性定量知识能够通过各方面要素实现有机结合的最终目标。随着时代的发展， 导致无论是专家系统还是人工神经网络，无论是模糊逻辑及推理还是模式识别以 及小波分析等智能技术得到了新的发展和应用，使其在化工过程故障诊断中独具 一格，各领风骚，促进了化工过程智能故障诊断技术的形成和应用。对化工过程 智能故障诊断技术来说，其能促进对人脑的模拟从而有助于对各种模糊信息的处 理，但是其和人脑不同的是，其所拥有的高运算速度是人脑望尘莫及的;通过对 领域专家诊断知识的全方位运用，减少了过分依赖精确数学模型状况的发生;与 此同时通过对神经网络自动校正诊断模型的运用，能够促进自动获取知识能力和 适应环境变化能力的提高，有助于以化工过程为基础的多种故障的快速诊断和智 能检测的形成。一般来说，无论是以故障树方法为基础的方法还是具体的模型识 别诊断方法，无论是灰色诊断方法还是模糊诊断方法，无论是专家系统诊断方法 还是神经网络诊断方法亦或是以多智能体为基础的诊断方法都属于最常见的化 工过程智能故障诊断方法中的一种。就目前来说，无论是专家系统还是模糊理论， 无论是人工神经网络结合还是混合集成智能诊断等都属于化工过程中智能诊断 研究活跃的不可缺少的分支系统。就专家系统诊断来说，其以专家丰富的实践经 验为基础，通过对专家分析和解决问题思路的过程进行多方位模拟，通过对推理、 解释、判断等过程的运用，最终得出合理的诊断结论，比如说。无论是化工过程 故障预测还是诊断和补偿专家系统FEDCS等都是其模拟运用产生的。然而就专家 系统诊断方法而言，其发展离不开知识的高度获取，一旦缺少这方面的条件，就 会处于发展困难时期。所以通过对分布式人工智能的运用，促进知识共享和以原 理和方法为基础的思考方式的产生，促进了以层次化对象为基础的分解构建化工 过程的产生，有助于促进以面向对象为基础的的集成故障检测与诊断系统方法的最终形成，从而有助于建立以知识共享和重用化工过程故障诊断为基础的原型系 统(GCFDS)的形成。这些年来随着模糊逻辑和神经网络理论的广泛发展和运用， 使得人工智能又有了新的发展方向，对人工神经网络来说，其以故障信息学习为 基础促进对知识的获取与积累，随着时代的发展，其通过对联想记忆能力的运用， 促进处理能力和全局能力的进一步应用和发展，为非线性问题和在线估计等问题 的合理解决提供了强有力的支撑条件。就模糊逻辑来说，其指的是以隶属函数和 模糊规则为基础的模糊推理过程，从而进一步促进故障诊断的实现。然而无论是 神经网络诊断方法亦或是模糊故障诊断方法，其都很难在化工过程的单独应用中 表现完美，也就是说，很难促进对许多特定领域专家积累经验的运用，因此其很 难保障故障诊断的准确性灵敏度以及可靠性的合理应用。因此，促进了以一种化 工过程混合集成智能故障诊断系统的进一步提出和运用，比如说，促进模糊理论 和神经网络的紧密结合;促进模糊理论和专家系统的紧密结合;促进神经网络与遗 传算法和模糊理论的紧密结合;促进模糊理论和专家系统以及小波技术的紧密结 合．比如促进对文献综合信号处理方法的运用，促进对专家系统和神经网络技术 的运用等，促进了集成型化工过程智能故障诊断系统框架的进一步形成。随着时 代的发展，混合集成智能故障诊断技术一定会在化工过程智能故障诊断中指明新 的方向发展道路，使得化工过程智能故障诊断能够进一步促进应用前景的开发。
3预防化工设备出现故障的措施 3.1化工设备进行定期维护。对化工设备进行定期维护，是减少设备在运 行过程中出现问题的一个有效方法。有些维修人员在对化工设备进行检查时没有 那么仔细认真，可能会忽视一些细节，这在短时期看来并无大碍，但长此以往会 对设备造成很大的磨损。因此，在专门人员对化工设备进行定期维修检测时，要 对每台机器设备，每个零部件都要进行认真的检查，对出现问题的机器或零部件 要及时的处理或维修，对于一些即将报废或破损的设备要及时同相关部门联系， 及时进行更换或调整［15］。在化工设备正式投入运行之前，要确保每台机器设 备都能正常使用，从而确保化工企业的顺利运转。3.2不同的故障因素，采取不 同的维修手段。为了做好化工设备的维修检测工作，相关维修人员不仅要掌握维 修机器设备基本技术，还需要不断的学习有关维修方面的知识，并能很好的运用 于实践过程中。在大部分工作人员看来，检测化工设备只要关键部件不出现故障， 其它的都没问题的错误观点，或者推卸自己的责任。有些监测人员即使发现有问 题的设备，也懒得自己自己动手维修，这就可能会大大缩短化工设备的生命周期 ［16］。3.3对设备故障进行科学性的预防。在化工企业正常运行过程中，一旦 发现设备有发生故障的迹象，就要进行科学性的预防，就算设备没有发生故障的先兆，同样也有科学预防的必要。因为对化工设备进行科学预防对整个运过程都 有着非常重要的影响，容不得半点闪失，从而使设备发生在故障之前及时清除。
4结语 综上所述，随着技术的不断更新和发展，企业对化工设备的要求也越来越 高，设备的检测和维修工作也越来越重要，只有保证设备的完好无损，化工企业 才能进行正常运转。一旦化工设备或者某个零部件出现故障，不仅仅会影响企业 的生产工作，还会导致企业在经济上巨大的损失。因此，专业人员在定期检测化 工设备时，一定要仔细认真，检查全面，确保每台设备都能正常运行，从而维护 本企业的经济效益。
作者:王焕梅 单位:兰州石化职业技术学院