基于系统可靠性模型的备件方案调整方法研究

随着设备使用可靠性信息的不断积累，充分利用这些使用可靠性信息定期调整优化设备的备件配置方案，对有效降低设备全寿命周期的保障费用具有重要意义。对于高可靠性的备件而言，在一定时间内，其失效信息常常表现为极小样本信息或零失效信息，经典估计方法并不适用于估计其使用失效率，因而给其备件配置量的调整带来困难。针对该现状，在充分利用备件各种历史可靠性信息的基础上，提出了一种基于系统可靠性模型的备件失效率估计方法，并以此为基础给出了该类备件配置数量的调整方案，对使用方决定备件订购数量起着一定的指导作用。     

输气管道压气站压缩机组备用方式对比与选择

压缩机站布站及机组配置方案是天然气长输管道方案设计中最困难的部分,压缩机组备用方式为其重要决定因素之一。国内天然气管道对压缩机组备用方式的选择往往采用定性说明,缺乏对各种备用方式的深入研究。基于此,采用工艺系统分析的方法对压缩机组的各种备用方式进行深入分析,归纳出不同备用方式的优缺点、本质区别及适用条件,总结出天然气长输管道压缩机组备用方式的选择方法。压缩机组备用方式需综合考虑管道系统的自身特点,并通过全生命周期内技术经济的比较来确定最终的备用方式。     

压缩机组PLC控制系统的国产化升级改造方案

针对榆林站DY401~DY403管道压缩机组PLC控制系统硬件老化、软件过时、防喘振等功能算法落后、系统故障导致停机次数增多的情况,从软硬件兼容性、防喘振和负荷分配控制功能算法等角度,提出了完整的国产化升级改造方案,主要包括软硬件版本升级,控制功能优化等。利用PLC模拟器与人机接口(Human Machine Interface,HMI)界面组成模拟控制系统,结合UniSim软件站场工艺和设备仿真模型机测试验证控制逻辑的可行性与可靠性,以期为今后各压气站管道压缩机组老旧控制系统的国产化升级改造提供指导。     

LNG工厂冷剂压缩机一次性启动方案

LNG工厂冷剂压缩机多次启动将会造成物料损耗和环境污染双重问题,迫切需要对压缩机启动方案进行优化。以昆仑能源黄冈LNG 工厂为例,其乙烯制冷循环系统冷剂装填完毕后,需在压力上涨至设计值前立刻启机,否则压力过高,将导致压缩机启动负荷过大而启机失败,每次启机失败均需将系统压力释放至0.6 MPa 后方可再次尝试启动。根据2015—2017 年该厂乙烯压缩机多次启机数据,利用层次分析法进行数学建模。通过对比优选,提出了压缩机一次性启动方案:在压缩机处于2200r/min 低速运转期间,打开放空阀,充分冷却机体后再升速;在升速过程中,当入口温度低于-40 ℃、压力低于当前温度对应露点的压力、喘振阀开度调整至压缩机电流小于1 200 A时,保证机体不发生振动联锁和超负荷,从而一次性启机成功。该方案解决了压缩机反复启动问题,可为其他LNG 工厂科学开工提供借鉴。     

西三线压缩机组负荷分配控制方案

西三线在西段工艺站场与西二线合建后,针对站场压缩机组既要联合运行又要独立运行的问题,提出了西三线负荷分配控制方案。该方案基于出口压力负荷分配控制原理,采用闭环控制方式,通过可编程逻辑PLC作为控制器,将负荷控制和负荷分配功能两层控制算法叠加,调节各台并联压缩机组的转速和防喘振阀的开度,进而控制各台压缩机组的工作点与喘振线在等距离的位置上。在满足出口压力的基础上,根据各台机组的能力对总负荷进行分配。根据计算公式,负荷分配控制器采集压缩机进出口压力、温度、差压等信号,计算工作点与喘振线的距离DEV值,通过其PID计算输出再经过软件加权平均送到各机的性能控制器输出控制压缩机组的转速。同时引入闭环PI控制、开环RT响应以及前馈防喘振控制,从而实现负荷分配功能。结果表明:该方案使各台机组均在正常区间内工作,控制各台压缩机组回流或放空造成的能量损失,使喘振风险降到最低,同时共同分担扰动。     

输气管道压气站内压缩机组开机方案的优化方法

针对输气管道压气站中压缩机组开机方案的优化问题,建立了混合整数非线性规划模型,并提出了两种求解方法。其一是通过对目标函数进行分段线性插值,对约束条件进行线性化处理,将该模型转化为混合整数线性规划问题,然后用MILP求解器求解;其二是将该模型转化为多阶段决策问题,用动态规划法求解。应用算例表明:两种方法均效果良好,动态规划法在压气站配置的压缩机组台数较少时速度更快,但其计算量随机组台数增加近似呈指数关系增加。研究结果可以为压缩机组型号不同的压气站制定开机方案提供指导。     

城市供水应急备用水源方案研究——以怀化市为例

文章初步硏究了突发性水污染事故发生时城市应急供水规模的确定方法,提出了根据城市水源条件、水污染事故类型、城市重要程度等因素,分析拟定应急备用时间、应急供水标准和规模。根据怀化市城市规划和实际,确定以舞水为主水源,优化水厂布局,兴建城东水厂为怀化市城市日常供水和应急供水。远期怀化市城市突发水污染事故应急供水备用时间为15 d,应急供水规模25万t/d,近期应急供水备用时间为10 d,应急供水规模15万t/d。     

基于HAZOP的压缩机优化设计可靠性评估

大型天然气往复式压缩机结构复杂,在设计过程中需要进行多次优化,但优化设计通常仅考虑单个零部件的要求,使其优化结果对于其他零部件和压缩机整体性能考虑不足,常常出现零部件返工、整体质量不合格等问题。提出了一种基于HAZOP(Hazard and Operability Analysis)的压缩机优化设计可靠性评估方法:构建压缩机层级结构,对设计变化信息在单元界面之间的传递过程开展研究,采用HAZOP对信息传递路径中导致的后果进行可靠性评估,在设计阶段制定合理的应对措施。将该方法应用于某压缩机曲轴优化设计中,结果表明:在确保压缩机可靠性的前提下,该方法将曲轴主轴颈和曲柄销直径从182.8 mm优化至177.8 mm。基于HAZOP的压缩机优化设计可靠性评估方法充分考虑了设计信息变化对其他单元及压缩机整体性能的影响,提高了压缩机的可靠性。     

基于RCM的电驱压缩机故障分析

为防止和减少电驱压缩机故障,对某大型管道压缩机近5年发生的各类故障进行归类.采用RCM可靠性分析技术,对各种可能的风险进行评价与分析,确定了压缩机的潜在失效模式:电力系统、电机驱动压缩机的变频装置、可变速电机、滤波系统、浪涌抑制柜、电机非驱动端等.提出了相应的维护策略:定期维修、事后维修、状态维修、视情维护等.采用RCM分析方法可有效降低压缩机的运行风险和维护成本,避免过度维护,提升压缩机的运行管理水平.     

适用于输气管道运行方案优化的压缩机功率拟合函数

完成一次大型天然气管网运行方案优化预计需要数十小时的计算机运算时间,其中绝大部分时间用于压缩机组功率计算,基于此,提出利用拟合函数简化压缩机的功率计算,但该方法未考虑压缩机进口温度对功率的影响。为提高拟合精度,引入压缩机进口温度对拟合函数加以改进,并以国内某输气管道系统配置的3种型号压缩机为例检验其效果。结果表明:改进前的最大偏差在10%以上,而改进后的最大偏差低于5%,平均偏差低于1%。将改进的拟合函数应用于某虚拟管道的工艺运行方案优化过程,其结果与常规方法计算结果的绝对偏差低于0.67 MW,相对偏差低于1.1%,且拟合函数法比常规方法节省了大量计算时间。     

家庭备用药物的保存

随着人民生活水平的提高和保健意识的增强,为用药方便,不少家庭备有一些常用的药物,有的还存有名贵、珍稀的中药材。然而,因药品贮藏(存放)不当而使用了失效变质药物,造成延误疾病治疗良机,甚至出现人身伤害等事故,屡见不鲜。因此,家庭存药须注意以下几点。1·药物最好用原包装     

基于IPSO-LSSVM的离心式压缩机性能预测方法

针对离心式压缩机实际性能曲线与厂家提供的性能曲线存在差异的问题,以某压气站SCADA运行数据为基础,采用最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine,LSSVM）法对压缩机的性能曲线进行预测,同时结合改进粒子群（Improved Particle Swarm Optimization,IPSO）算法优化LSSVM模型,构建基于IPSO-LSSVM的离心式压缩机性能预测方法。结果表明：采用可变惯性权重和添加扰动因子后的IPSO算法的迭代速率更快,与其他预测模型相比,IPSO-LSSVM模型的预测精度最高,出口压力的MRE、RMSE分别为0.57%、0.055 6,出口温度的MRE、RMSE分别为0.30%、0.137 4。新建预测模型具有较好的预测精度和拟合效果,可为压缩机性能预测及制定防喘振措施提供理论依据。（图8,表2,参21）     

基于回归分析法的离心式压缩机性能模型

建立准确的压缩机性能曲线模型,是天然气长输管网优化运行的关键。受风机定律启发,分析了风机中流量、转速以及多变能量头的关系,将其应用于天然气长输管道压气站场的离心式压缩机,建立了压缩机特性曲线模型。假设一种线性化的压缩机特性曲线关系,采用偏最小二乘法对该特性曲线关系进行回归分析,得出压缩机特性曲线回归模型,并利用多年积累的现场数据将其应用于压气站工艺气流量虚拟测量。研究结果表明:该模型计算准确度较高,工艺气虚拟测量结果误差较小,能够较好地反映离心式压缩机组实际运行特性,为管网优化运行及实时掌握机组运行情况提供了技术保障。     

基于FMEA/FEM的压缩机可靠性分析方法

针对新型国产化设备历史数据匮乏的问题,提出一种基于同类型设备历史数据的FMEA/FEM的综合可靠性分析方法。该方法首先运用失效模式与影响分析(FMEA)确定同类型压缩机的易故障部位,并以此结果为依据,运用有限元法(FEM)定量计算其可靠度。对于可靠度不满足工程需求的部件,提出了优化设计方案。为验证方法的有效性,以某国产化压缩机为例进行分析,结果表明:长期服役是导致设备故障失效的主要原因,通过提高材料属性、优化部件尺寸等方案可以使部件的可靠度达到99%以上,从而为国产化压缩机的设计和优化提供参考依据。     

基于特性曲线延拓处理的压缩机组合方式

建立天然气管网稳态运行数学模型时,表述压缩机组合方式需要引入0-1整型变量,导致求解难度增大。为此,基于样条函数的连续可导性,采用函数延拓的方法,将压缩机压头曲线光滑延拓到压缩机最大转速至零的区间上,将天然气管网稳态运行优化数学模型从混合整数非线性优化转换为连续非线性优化。研究结果表明:通过延拓压缩机特性曲线,在不影响压缩机组合方式物理意义的情况下,有效去除了优化模型中的整型变量,提供了一种降低天然气管网稳态运行优化数学模型求解难度的途径。     

基于相似原理的长输管道压缩机能耗分析

为了计算和预测任意工况下压缩机的理论能耗,依据任意工况下的天然气物性参数和压缩机入口体积流量,利用相似原理对压缩机进行性能换算,通过曲线拟合得到特性方程,并据此计算压缩机的理论能耗,结合现场数据对上述特性方程进行验证,进而对压缩机理论能耗与实际能耗进行误差分析。结果表明:在工程相对误差容许范围内,该研究方法是可行的;依据压缩机任意工况下的性能参数,利用上述压缩机能耗计算原理,可计算和预测压缩机的理论能耗;压缩机运行一定时间后,其内部由于结垢、磨损等原因导致效率降低,建议在压缩机功率特性方程中引入修正系数,以使理论能耗计算结果更精确。     

基于FMEA／FEM的压缩机可靠性分析方法北大核心

针对新型国产化设备历史数据匮乏的问题,提出一种基于同类型设备历史数据的FMEA/FEM的综合可靠性分析方法。该方法首先运用失效模式与影响分析(FMEA)确定同类型压缩机的易故障部位,并以此结果为依据,运用有限元法(FEM)定量计算其可靠度。对于可靠度不满足工程需求的部件,提出了优化设计方案。为验证方法的有效性,以某国产化压缩机为例进行分析,结果表明:长期服役是导致设备故障失效的主要原因,通过提高材料属性、优化部件尺寸等方案可以使部件的可靠度达到99%以上,从而为国产化压缩机的设计和优化提供参考依据。     

基于蚁群聚类算法的离心式压缩机故障诊断方法

工业化生产水平的提高使得离心式压缩机不断朝着大型化、复杂化、连续化及自动化方向发展,设备故障造成的损失越来越大,研究其故障诊断方法对于提高设备故障在线检测能力、预防故障与事故的发生具有积极意义。采用电涡流传感器测量离心式压缩机联轴节侧径向位移信号,应用频域分析方法对采集到的信号数据进行傅里叶变换,获得对故障敏感的特征量,作为蚁群聚类算法输入的特征参数,将对故障识别转化成对于设备运行时的输出和状态特征的聚类问题。将蚁群聚类算法应用于某乙烯厂的离心式压缩机,对其正常运行、转子不平衡故障、油膜涡动故障、喘振故障4种状态进行模式识别。应用结果表明:基于蚁群聚类算法的离心式压缩机故障诊断方法诊断结果准确、识别率高。(表3,参20)     

活塞式制冷压缩机和螺杆式制冷压缩机的比较研究

制冷压缩机是制冷机中最主要的设备,它在整个制冷系统中起着举足轻重的作用,正向着节能、高效、机组化、模块化的方向发展.在各种类型的制冷压缩机中,活塞式压缩机是问世最早的一种机型.它具有各类制冷压缩机难以取代的一些突出优点:①压力范围广,不随排气量而变,能适应比较宽的冷量要求.这种特性是速度式压缩机难以具备的.②热效率较高,单位电耗相对较少.③无需耗用特殊钢材,加工比较容易,造价也较低廉.活塞式制冷压缩机在国内外有很长的发展历史,氨活塞式制冷压缩机早在一百多年前就已投入市场,由于一百多年的发展,使之技术已很成熟,产品有很高的技术经济指标.有的专家认为活塞式压缩机的技术完善程度已达到95%～96%.近二十年活塞式制冷压缩机本身技术没有明显提高,只是在产品的机电一体化和产品的可靠性方面做了一定的工作,达到了一定的水平.