天然气净化装置设备全生命周期智能化管理系统及实践

天然气净化装置设备全生命周期智能化管理系统及实践

武丽霞、余娅妮、姬学廷

长庆油田公司第四采油厂 第一采气厂

摘要：随着时代的进步，天然气作为一种清洁、高效的能源，其开采和利用日益受到重视。然而，天然气净化装置设备的复杂性和运行环境的特殊性，使得设备管理面临诸多挑战。本文基于天然气净化总厂的实际案例，探讨了天然气净化装置设备全生命周期智能化管理系统的构建与实践，旨在为相关企业提供一种全面、高效、智能的设备管理方法。

关键词：天然气；净化装置设备；全生命周期；智能化管理系统

引言

天然气净化装置是天然气开采和利用过程中不可或缺的重要设备，其运行状态直接影响天然气的质量和产量。传统的设备管理模式往往存在信息不透明、维护不及时、效率低下等问题，难以满足现代企业的需求。因此，开发一套全生命周期的智能化管理系统，对于提高设备管理水平、降低运营成本、保障生产安全具有重要意义。

1系统架构与功能设计

1.1系统架构

本系统采用云计算、大数据、物联网等先进技术，构建了一个集数据采集、存储、分析、展示于一体的智能化管理平台。平台包括硬件层、数据层、应用层和用户层四个部分，实现了对天然气净化装置设备的实时监控、故障诊断、预测性维护等功能。

1.2功能设计

（1）实时监测：通过安装传感器和采集器，实时获取设备的运行状态和参数，实现远程监控和数据分析。（2）故障诊断：利用机器学习算法对设备运行数据进行处理和分析，识别潜在故障并给出维修建议。（3）预测性维护：根据设备运行数据和历史记录，预测设备的维护需求和寿命周期，提前制定维护计划。（4）能效管理：通过对设备的能耗数据进行监测和分析，优化设备运行策略，降低能源消耗。

2天然气净化装置设备全生命周期智能化管理系统

2.1顶层设计及思路

2.1.1设备维修全过程数字化掌控

（1）设备综合管理系统可以实现设备检修全过程的数字化管理，全部过程资料直接上传至系统端，解决了需要扫描纸质维修记录的问题。（2）系统中的维护及维修模块建立了设备故障数据库，数据库中故障种类齐全且可以动态更新，丰富的故障数据库有助于设备故障分析，进行精确的故障诊断。（3）设备维修记录可通过APP现场上传，包括设备故障点图片、零部件配合间隙调整记录、备品配件消耗数量。备品配件消耗信息与备品配件管理模块相连，系统自动减少库存量，出现库存紧张可提示预警。以溶液循环泵P-1201ⅡB故障检修为例，动设备试运行8h合格即为最终验收合格。

2.1.2设备润滑维护更加智能

设备全生命周期管理的重点是对设备的预防性维护保养，做好设备的维护保养有助于延长设备的使用寿命，天然气净化装置设备综合管理系统中维护及维修模块中设置有设备润滑管理功能。在设备润滑管理中配置有设备润滑一览表，表中规定有换油周期和润滑部位，严格按照设备润滑“六定”（定点、定质、定量、定时、定法、定岗）进行程序化管理。设备管理人员可通过润滑计划下达设备润滑保养工单至辅助APP，维保人员在辅助APP中记录现场设备润滑保养情况并上传至系统端。系统端收集到APP上传的数据后，在系统端形成润滑记录，系统后台根据润滑一览表自动生成下一次设备润滑维护时间。当所有设备完成一次润滑周期的维护保养后，系统将自动生成当月设备维护保养计划，并自动下达润滑工单。

2.2构建设备全生命周期维护数字化记录系统

2.2.1特种设备检查记录信息化管理

天然气净化装置主要特种设备为压力容器、压力管道、锅炉、叉车等，根据TSG08—2017《特种设备使用管理规则》要求，使用单位应每年开展特种设备安全状况自查。忠县净化厂的管理实际为设备管理人员组织专业技术管理人员进行检查后填写检查记录表，同时还需将记录扫描后传至网页上，由于生产装置中特种设备数量较大，设备管理人员的工作量非常大，工作负担非常重，工作效率也低。为解决上述问题，设备综合管理系统增加了特种设备年度自查模块。通过电子化检查表格，提高了设备管理人员工作效率，工作负担明显降低，同时节约大量纸张及办公室储存空间。另外，电子化表格的查询也更加方便。

2.2.2设备日常操作记录电子化

天然气净化装置动设备执行每周盘车、每月切换操作，此类操作的纸质记录同样需要多岗位人员进行逐台签字确认。动设备数量多导致人员签字繁琐，还存在周盘车弄虚作假的情况，为解决此类问题，将月切换和每周盘车设计成电子表格，从系统端下发至生产班组，在APP逐台记录操作照片后上传至系统端，既确保每周盘车的真实性，也是对长轴动设备的重要保护。

2.2.3净化装置现场完整性管理更全面

单独设置的装置现场完整性管理模块旨在将无设备位号的设备设施纳入到设备全生命周期管理范围，如一般用途阀门、安全阀、洗眼器等。对这一类设备设施加强全生命周期管理是提高现场设备设施完整性管理的重要一环，现场设备设施问题的闭环管理的数字化记录有助于提升设备设施完整性管理的全面性。以安全阀铅封检查为例，设备管理人员可以在系统中配置安全阀检查内容，然后下达检查工单至辅助APP。检查人员逐个现场进行安全阀检查，最后将检查结果上传系统端。维修人员根据检查结果进行现场整改，形成安全阀铅封的闭环管理，保证现场安全阀的完整性管理。

2.3构建设备全生命周期预防性维护支撑系统

突破数据孤岛，提供预防性检修支撑。原网页设备运维档案管理要素间没有数据沟通，形成了一个个数据孤岛，无法为设备预防性检修提供数据参考，更提不出来设备的预防性检修计划，导致出现过度维修和事后维修，都会缩短设备正常使用寿命。设备综合管理系统从突破数据孤岛着手，让设备全生命周期管理7个要素之间形成闭环管理。（1）单台设备设置固定的厂内编号，所有检修和运维数据以厂内编号为唯一身份ID，在主数据界面即可查询所有检维修数据，设备的重要信息都可以直接根据厂内编号进行查询。详细可查的维修记录为板式换热器下次维修时间提供了周期性参考，可（2）该系统同样可以实现动设备的预防性检修功能，系统内有故障统计功能，对每台设备的故障率进行统计，同时对受损零件部分进行统计。（3）系统将统计两次故障维修的间隔时间，作为下次设备维修计划时间的参考，主要应用为机泵类设备的轴承、机械密封等易损件的更换，起到动设备预防性检修的作用。

结语

本文基于实际案例探讨了天然气净化装置设备全生命周期智能化管理系统的构建与实践。该系统通过集成先进的信息技术和管理理念，实现了对设备的全面、高效、智能管理。未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，该系统将在更多领域发挥重要作用。同时，我们也期待更多的企业和研究机构加入到这一领域的研究中来，共同推动天然气净化装置设备管理水平的提升和发展。

参考文献

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