文档介绍：摘要
大型装备系统状态监测及故障诊断集成方法研究
摘要
大型装备系统是生产设备的大型化、集成化,海洋平台即是由上百台
设备构成的大型装备系统。随着石油资源的日趋紧张,大陆石油的开采量
正逐年减少。在经济和社会发展面临资源短缺的压力下,利用和开发海洋
油气田资源具有十分重要的战略意义。建立海洋平台这样的大型装备系统
是开采海洋石油的必要条件,我国目前各种在用海洋平台已逾百台。但是
由海洋平台及设备不可靠引起的故障频繁出现,造成了巨大的经济损失。
解决这一问题的唯一方法是对海洋平台运行状态进行监测,以此来预防故
障,杜绝事故,延长海洋平台运行周期,最大限度发挥海洋平台的生产潜
力。因此,针对海洋平台开展状态监测与故障诊断研究已成为刻不容缓的
重要课题。
本论文的研究内容主要分为两部分·皇歉葜惺だ吞锖I喜
油平台安全保障项目实际,开发了基于和低车暮Q笃教
实时在线监测系统。论文详细阐述了海洋平台实时在线监测系统的总体方
案设计,并重点介绍了各个软件模块的功能及应用,现场应用表明该系统
能够有效地反映海洋平台作业设备的运行状态。二是非平稳信号分析方法
研究。从平台作业设备采集的信号大多数属于非平稳信号,对于这类信号,
难以用传统的傅里叶变换进行有效的分析,因此,本文从小波分析理论入
手,充分利用小波变换在非平稳信号分析中的优势,并结合中
北京化工大学硕士学位论文
丶拇唇ǚ椒ǎ7波信号分析控件。进而针对轴承故障
信号,应用小波变换进行了大量的数据仿真及实验研究,提出了一种基于
小波多尺度分解的时域参数向量法用于提取轴承故障信号特征。
关键词:海洋平台,在线监测,故障诊断,小波变换,非平稳信号
摘要
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第一章绪论
第一章绪论
大型装备系统,顾名思义是现代生产设备的大型化集成,这类系统往往包含多个
子系统,并且各个子系统之间互有联系,因此其结构一般来说比较复杂,自动化程度
也很高,当然随之而来的是其造价也必然非常昂贵。海洋平台即属于此类系统,一座
海洋平台的造价成本动辄上百万,多则甚至上亿元,人们斥巨资建立这样的大型装备
系统是为了社会生产、经济发展的需要,一座海洋平台若在服役期内无故障地完成作
业任务,确实能够带来巨大的经济效益和社会效益,但如果发生故障,其损失将非常
惨重。目前,无论是国内还是国外,人们对于单个生产设备以及机组的故障诊断研究
得比较多,取得了较大的成果,形成了比较完善的技术理论,但对于海洋平台这样的
大型装备系统,人们研究得还很少。因此,为了避免不必要的生产事故以及经济损失,
开展对海洋平台的状态监测与故障诊断研究是十分重要的。
开展海洋平台故障诊断研究的重大意义
随着石油能源的日趋紧张,大陆石油资源的可开采量正逐年减少。海洋平台作为
向海洋要油的必要条件,正逐步向深度和广度展开,我国目前各种在用海洋平台已逾
百台。但是由海洋平台及设备不可靠引起的故障频繁出现,国内外海洋平台倾覆和爆
炸造成台毁人亡的事故也偶有发生【啤1热纾月瘴挥诒焙5腜
石油钻井平台发生平台爆炸和火灾;年我国渤海牌教ū缓1频梗⑹挂缓
平台严重受损,造成直接经济损失多万元;年海冰推倒了渤海四号平台的
烽火台;我国从日本进口的“渤海二号陨狡教ǎ暝诓澈M迩愀渤撩唬
亡人;我国“爪哇海缸钻井船,年在南海的莺歌海海域沉
没,死亡人。除此之外,多个平台在风浪、海流和地震作用下产生过剧烈的振动。
一座中心平台在服役期间发生倾覆的直接经济损失达几十亿,甚至上百亿元,再加上
环境污染和人员伤亡,其损失将是难以估量的。因此,提高海洋平台及其设备的可靠
性、确保海洋作业安全的问题日益突出。
众所周知,损伤在海洋平台结构服役期间是不可避免的。确保人的生命安全和减
少财产损失的唯一方法是诊断出结构的损伤,并能及时进行修复,以此来预防故障,
杜绝事故,延长海洋平台运行周期,缩短平台设备维修时间,使设备能够安全、稳定、
长周期、满负荷运行,最大限度发挥海洋平台的生产潜力。新平台的质量评价、旧平
台的残余寿命估计和在役平台的结构、装备远程实时监测及安全分析系统安全保证将
成为日益突出的问题,海洋平台结构的状态监测与损伤诊断已成为刻不容缓的重要课
题,而且,这一技术的发展将带动陆