降低海上平台热介质循环泵的振动

降低XX11-1CEP平台

热介质循环泵机组的振动状态监测振动监测小组中海石油技术监测有限公司目录一、小组基本情况三、选题理由五、目标可行性分析六、原因分析二、选题背景四、设定目标七、要因确认九、实施对策十一、经济效益和社会效益十二、制定巩固措施八、制定对策十、检查效果十三、总结和启示一、小组基本情况小组名称状态监测振动监测小组成立日期2011年5月27日活动次数21次登记注册号HYQC-2011-HYFZYJ025课题编号TIC-201104小组成员年龄职位杨**37组长，组织成员实施活动，负责进度的控制。张**27副组长，所有数据、资料的汇总，编制总结材料。陈**38主要成员，状态监测高级工程师，负责数据和分析结论的审核。江**37主要成员，状态监测高级工程师，负责数据和分析结论的审核。王**29小组成员，负责数据的收集和整理。霍**29小组成员，负责小组活动会议记录。林**28小组成员，负责现场数据采集。刘**27小组成员，负责现场数据采集。二、选题背景状态监测分公司主要负责海上平台和陆地终端处理厂现场动设备运行状态监测诊断。通过专业仪器检测，为现场设备运行情况提供检测分析报告，指导设备检维修。2010年8月以来，XX11-1平台3台热介质循环泵振动情况持续异常升高，达到设备振动高值报警水平。我公司连同平台人员采取多项处理方法，均未达到降低设备振动效果。机组高振动状态，势必造成突发故障发生，进而影响平台日常生产，甚至发生较大事故。

术语解释设备振动能量的总和，设备故障判断的标准之一，有加速度、速度和位移3种类型，通常以速度有效值来表述。振动总值高值报警界限值根据国际标准ISO10816中关于设备振动值的规定，设备振动值高于某一界限值，属于危险或高值报警状态，设备在该状态下不宜运行。本活动所研究的设备，其高值报警界限值为10.10mm/s。低值报警界限值根据国际标准ISO10816中关于设备振动值的规定，设备振动值高于某一界限值，属于报警或低值报警状态，低于该值属于正常状态。本活动所研究的设备，其低值报警界限值为6.40mm/s。FFT频谱分析快速傅里叶变化，将振动时域波形（时间-峰值）变换成频谱波形（频谱-总值），根据频谱波形，分析旋转设备故障情况，以及造成故障的机理、原因。高于高值报警界限值，设备处于危险状态不宜在该状态下运行高于低值报警界限值，设备开始报警低于低值报警界限值，设备属于正常振动状态三、选题理由公司要求设备现状状态监测分公司作为专业公司，有责任对所监测的设备做故障原因分析，确保设备安全运行选定课题降低XX11-1CEP平台热介质循环泵振动2010年8月至2011年4月期间，XX11-1CEP平台热介质循环泵平均振动总值持续升高，高于国际标准ISO10816中关于设备振动值规定的高值报警界限值（10.10mm/s），如此高振动，势必造成设备突发故障，影响生产。2010年2011年四、设定目标降低XX11-1平台热介质泵的振动根据ISO10816中关于设备振动值的规定，设备运行时振动总值应该在低值报警界限值以下，而2010年8月至2011年4月期间XX11-1CEP平台热介质循环泵的振动总值一直处于危险状态，鉴于此，设定此次活动的目标值为6.40mm/s，即降低XX11-1CEP平台热介质循环泵振动，使其低于国际标准ISO10816中关于设备振动值规定的低值报警界限值。五、目标可行性分析平台（顶层）甲板区域B区域A泵电机泵电机泵电机热介质泵A热介质泵B热介质泵C机组撬块（高8cm）1.8m3.2m

热介质循环泵机组结构布局图3台热介质循环泵位于XX11-1CEP平台顶层甲板，3台机组固定在同一撬块，撬块尺寸为长3.2m×宽1.8m×高0.08m。为研究机组振动情况，将机组周围的甲板分为A、B、C3个区域。区域C区域A：距离撬块边缘1m以内的区域。区域B：距离撬块边缘1~3m的区域。区域C：距离撬块边缘3~5m的区域。五、目标可行性分析

可行性分析一：为了查清热介质循环泵振动高的症结，小组首先对2011年5月29日至6月1日机组撬块周围的A、B、C区域甲板振动总值进行采集：机组撬块周围甲板振动情况（mm/s)序号A区B区C区13.4022.0010.42224.2851.3430.10332.7741.0050.2445.4321.8280.32152.0331.020.521平均值3.58521.43940.3214数据采集：刘**，林**制表：刘鑫

2011-6-2由图表可以看出，机组撬块周围甲板振动总值较低，且离撬块越远值越小，说明机组振动高并不是由于外界振动所造成，解决振动高问题，只需从机组自身情况考虑。五、目标可行性分析

可行性分析二：接着小组对2011年5-7月份机组自身振动总值进行采集：由图表可以看出，热介质循环泵自身一直处于高振动状态，2011年5-7月份平均振动总值比目标值高出6.593mm/s，如此大的差距，无疑对问题的解决造成了很大的困难。5-7月份机组自身振动总值（mm/s）测量时间2011-5-152011-6-152011-7-15平均值测点116.93113.51412.481-测点219.13810.58713.695测点313.43817.34514.306测点418.44514.50711.070测点514.12810.03614.391测点617.84912.87515.561测点79.28514.4549.807测点815.89311.42311.494测点916.13114.89810.770测点1019.28011.93110.682测点1116.51215.27015.585测点1215.23711.73716.071各测点平均振动总值16.02213.21512.99314.077数据采集：刘**，林**，杨**制表：林毅2011-7-19五、目标可行性分析

可行性分析三：根据2011年5-7月份机组自身振动数据，小组成员对进行FFT频谱分析，以确定振动高的症结所在：3、叶轮通过频率小：排除叶轮故障，进出口故障；

5-7月份机组频率组成情况（mm/s）频谱类型测点1测点2测点3测点4测点5测点6平均值百分比一倍工频8.3576.3755.3718.0285.3616.7206.70252.1%二倍工频4.6513.6263.2564.7933.0204.1443.91530.4%三倍以上工频0.5050.4280.3410.9140.6910.6580.5894.6%叶轮通过频率0.7600.6360.4441.1410.7520.7880.7545.9%1500-3KHZ频率0.6330.5430.3170.9090.6340.6180.6094.7%其他频率0.3300.3220.0790.2870.3110.5100.3062.4%数据采集：刘**，林**，杨**制表：杨**2011-7-21频谱分析结论2、高频总值小（1.5K-3KHZ）：排除轴承损坏故障；1、其他频率小：排除介质压力/流量不稳，润滑不良，润滑过度故障；4、三倍以上工频小：排除地脚螺栓松动故障；5、二倍工频大：排除机组动平衡不好故障；6、一倍&二倍工频同时大：机组振动大主要由联轴器对中不良造成；五、目标可行性分析根据目标可行性分析，热介质循环泵振动高的主要症结是联轴器对中不良，小组全体成员通过充分的讨论分析，依据过去解决联轴器对中不良问题成功经验，认为有把握将XX11-1CEP平台热介质循环泵的振动总值降低至目标值以下。六、原因分析小组成员采用“头脑风暴法”集思广益，依据现状调查中所找到的症结“热介质循环泵联轴器对中不良”，针对导致“热介质循环泵振动值高”的原因进行分析：热介质泵振动高撬块不在支撑梁上联轴器对中不良撬块设计不合理对中维修不到位机组撬块钢度差六、原因分析通过关联图，小组成员找出三个末端因素：一、对中维修不到位；二、撬块不在支撑梁上；三、撬块设计不合理；末端因素七、要因确认

判别标准：2011年5-7月份平台进行热介质循环泵对中维修，对中维修未按正规要求进行末端因素一：对中维修不到位2011年5-7月份XX11-1热介质循环泵维修情况序号维修描述次数1对中22更换轴承1统计人：刘**2011.7.28通过统计，热介质循环泵2011年5-7月份共进行3次非计划的维修保养，其中，对中进行了2次，一般情况下，多次的重新对中，基本可以排除对中维修不到位这一因素。且两次对中都是由专业资质维修队伍实施，绝无对中维修不到位可能。非要因判别结论2.5m七、要因确认

判别标准：机组撬块下方没有支撑工字梁末端因素二：撬块不在支撑梁上泵电机泵电机泵电机热介质泵A热介质泵B热介质泵C根据2011年7月29日现场观察统计，热介质循环泵机组撬块下方有2条工字支撑梁，承担机组受力支撑。由此可见，机组撬块不在支撑梁上这一因素不是要因。非要因判别结论七、要因确认

判别标准：与其他同类设备做比较，撬块厚度，机组间距是否太小末端因素三：撬块设计不合理泵电机泵电机泵电机热介质泵A热介质泵B热介质泵C撬块高H宽：W长：L机组间距S

XX11-1CEP平台与LD10-1平台热介质循环泵撬块尺寸比较情况撬块尺寸（单位：米）撬块长L撬块宽W机组间距S撬块高HXX11-1CEP平台3.21.80.60.08LD10-1平台3.62.410.16统计人：林毅2011.7.292011年7月29日小组成员针对同类型热介质循环泵，将LD10-1平台热介质循环泵撬块主要尺寸与XX11-1CEP平台机组进行比较，比较结果如下所示：通过比较，XX11-1CEP平台热介质循环泵撬块尺寸确实比同类别机组LD10-1平台热介质循环泵撬块尺寸小，尤其是撬块厚度和机组间距，分别仅为LD10-1平台的一半左右，由此可见，撬块设计不合理为XX11-1CEP平台热介质循环泵振动大的主要原因。要因判别结论七、要因确认综合以上分析判断，小组找出造成XX11-1CEP平台热介质循环泵振动过高的主要原因是：机组撬块设计不合理虽然海上平台撬块结构更改比较困难，但是我公司可以与海上平台设备管理人员设计一些较小幅度的更改调整，从而达到降低热介质循环泵振动的目的。八、制定对策序号对策1将3台热介质循环泵间距从0.6米加大到1.0米，降低机组相互影响；2将撬块厚度从8cm加大到12cm，以提高撬块刚度；3将3台热介质循环泵撬块由原有的整体成撬改造成独立成撬，降低机组间的影响，并提高各自的刚度；一、提出对策，并确定最佳对策为了解决要因“撬块设计不合理”造成XX11-1CEP平台热介质循环泵振动过高问题，小组全体成员运用头脑风暴，提出了多种办法和建议，运用亲和图整理为三条对策：八、制定对策——确定最佳方案二、验证方案的可实施性小组成员通过充分的调查与研究，确定对策一“将3台热介质循环泵间距从0.6米加大到1.0米”实施需要将3台机组位置改变，这样势必重新设计和铺设热介质管线，工作量太大，更重要的是对平台的正常生产造成很大影响，因此该方案不可实施。泵电机泵电机热介质泵A泵电机热介质泵B热介质泵C机组间距S对策不成功判别结论八、制定对策——确定最佳方案小组成员通过充分的调查与研究，确定对策二“将撬块厚度从8cm加大到12cm”实施也需要将3台机组位置改变，从而需要重新设计和铺设热介质管线，工作量太大，对平台的正常生产造成很大影响，因此该方案也不可实施。对策不成功判别结论泵电机泵电机热介质泵A泵电机热介质泵B热介质泵C机组间距S机组撬块（高8cm）八、制定对策——确定最佳方案小组成员通过充分的调查与研究，确定对策三“将3台热介质循环泵撬块由原有的整体成撬改造成独立成撬”实施不需要对机组进行较大设计和调整，既不会影响机组管线布置，而且施工难度较小，3台热介质循环泵独立成撬，可以加强撬块的刚性，避免设备相互间的影响，从而降低引起机组高振动的可能性。热介质泵A热介质泵B热介质泵C改造后撬块结构图热介质泵A热介质泵B热介质泵C原来撬块结构图机组撬块对策可采用判别结论

需要修改的管线数量（单位：组）方案一4方案二6方案三0

统计：杨**2011.7.30九、实施对策要因对策目标措施地点负责人完成时间机组撬块设计不合理将3台热介质循环泵撬块由原有的整体成撬改3台造成独立成撬加强撬块的刚性，从而降低引起机组高振动的可能性1、与平台人员设计施工方案；XX11-1CEP平台杨**、陈**2011.8.12、监督指导现场施工，保证工程质量和安全环保符合要求；江**、林**2011.8.203、协助平台管理者验收工程。杨**、刘**2011.8.22对策实施表九、实施对策小组相关负责成员，根据对策实施方案，在与现场施工人员的配合下，于2011年8月22日，将XX11-1CEP平台热介质循环泵撬块改造项目实施完成，实施效果图如下所示：改造后九、实施对策撬块改造期间，小组成员杨**和刘鑫对热介质循环泵振动情况进行了实地跟踪测试，测量结果如下所示：

对策实施期间热介质循环泵振动值情况测量时间实施前实施后2011-8-152011-8-22测点112.4652.231测点213.0303.396测点311.4262.571测点414.3342.786测点513.9384.573测点616.2046.747测点714.6283.008测点812.1983.925测点915.5154.500测点109.5444.864测点1119.9783.255测点1211.5761.825平均值13.7363.640数据采集：杨**、刘**制表：杨**2011.8.25根据测量结果可见，对策实施后，机组振动总值有显著下降。十、检查效果XX11-1CEP平台热介质循环泵撬块改造于2011年8月22日完成，随后3个月时间里，状态监测振动检测小组成员对机组振动情况进行了跟踪测量，以下图表为测量结果：

XX11-1CEP平台热介质循环泵2011年9-11月份振动情况测量时间机组振动总值（mm/s）2011-6-1516.0222011-7-1513.2152011-8-223.6402011-9-153.9152011-10-154.2352011-11-153.219数据采集：刘**、林**、江**制表：林毅2011.11.20实施对策根据测量结果可以看出，对热介质泵橇块进行改造后，机组振动幅值有了明显下降，从根本上解决了振动过大问题。对策实施后，机组振动总值大大降低，低于目标值6.40mm/s。十一、经济效益和社会效益

经济效益本次活动实施之后，有效降低了XX11-1CEP平台热介质循环泵机组的振动，设备振动值的下降，减少了对该机组日常的维护保养以及计划性检修；按活动前，每月实施3次计划性维修计算，平均每次维修所需费用为1.2万元，活动实施后至少1年不需要进行该类设备检修，由此计算所节省的费用为1.2万元×3次