[发明专利]一种天然气长输管道离心压缩机组智能监控系统

权利要求书

1.一种天然气长输管道离心压缩机组智能监控系统，其特征在于，所述系统包括：

数据采集传感器，所述数据采集传感器包括：键相传感器、轴振动传感器和轴位移传感器；所述键相传感器感测键相信号；所述轴振动传感器设置在驱动机轴的左右两侧每侧设置两组，以及在压缩机轴的左右两侧每侧设置两组，共计8组；其中每一侧的两组分别为轴向位移测点A和径向垂直测点V；所述轴位移传感器在所述驱动机轴的两端部各设置两组，共计四组；

数据通信单元，所述数据通信单元与数据采集传感器相连，接收来自所述数据采集传感器的信号；

数据处理单元，处理来自于所述数据采集传感器的数据，并根据处理结果提供故障报警信息；首先，分析已知为正常工况条件下由所述数据采集传感器采集得到的数据；对于传感器的数据进行整合和提取，获取所代表的设备运行的局部特征进行整合和提取，抽取局部数据中多个数据组合后所反映的该设备的某一运行状态特征，所述运行状态特征包括：掉叶片、油膜振荡、碰磨摩擦、质量不平衡、齿轮啮合缺陷、联轴节精度过低或损伤、不对中、喘振、气流激振、油膜涡动、旋转失速、透平带液、支撑松动、轴瓦间隙大、透平不均匀进气、隔板倾斜、轴承支撑刚度垂直水平不等、临近振源影响和测量面缺陷以及交流干扰；然后，计算得到在正常工况下上述运行状态特征的数据的数值范围，并将上述数值范围作为特征阈值作为评判设备正常工作的范围，对于运行状态特征Ai，其报警范围为Amin-Amax；接着，获取实时工况数据，并根据该数据获取计算得到实时工况下各个运行状态特征的数值，并将其与正常工况下的上述特征数据进行比较，将实时工况下的特征数值处于正常工况报警范围之外则判断出现相应类型的故障；

故障更新单元，根据智能系统分析以及对智能分析结果的判断更新已知故障类型；包括基于机器智能的故障学习模块以及特征更新单元；所述基于机器智能的故障学习模块用于根据已有数据和实时数据进行学习输出当前数据中各个故障的概率；所述特征更新单元与所述基于机器智能的故障学习模块相连，根据基于机器智能的故障学习模块判断的结果识别相应的故障并更新故障监测单元中的故障特征库；更新所述故障特征库包括更新报警数值范围以及各个特征参数的计算方法；

联锁停机单元，所述联锁停机单元与所述数据处理单元相连，根据所述数据处理单元的报警信息决定所述天然气长输管道离心压缩机组是否停机；所述联锁停机单元采用智能联锁保护的无量纲指数计算模型来判断每一种特征的智能保护无量纲指数，在指数超过预定的范围时才决定停机，所述模型为：

其中，H(i)为第i种智能保护无量纲指数；V(i)为第i种故障劣化程度无量纲指数；D(i)为第i种故障风险度指数；为计算第i种故障特征数值与报警范围最大值的比；其中，故障风险度D(i)采用半定量分析的层次分析法对机组不同故障风险度指数进行计算；以每种故障安全影响、环境影响、生产影响与维修成本为决策指标，建立半定量分析模型，计算天然气长输管道离心压缩机组的相关类型故障风险度，其结果包括：

机组当前故障劣化程度无量纲指数V(i)数学模型，定义如下：

其中：

V(i)：第i种故障劣化程度无量纲指数；

f(i,j)：第i种故障第j时刻故障特征值当前值；

N(i,j)：第i种故障第j时刻故障特征值正常值，取自机组无故障平稳运行状态数据；

F(i,j)：第i种故障第j时刻故障特征值报警值；

k(i,j)：第i种故障第j时刻故障特征值的敏感性系数；

n：监测周期。

2.根据权利要求1所述的一种天然气长输管道离心压缩机组智能监控系统，其特征在于，

所述特征更新单元在接收到各个故障概率后，通过实际检测和逻辑判断结果进行验证的方式来对所述结果进行分析，最终确定故障的类型，并获取相应的故障类型中的各个传感器参数的数据；将上述数据和结果代入到已知故障类型库中，调整已知故障类型数据模型，如果机器识别的结果最后确定是不同于已知故障类型的新的故障类型，则将新的故障类型添加到已知故障类型库中。