Q/SY
中国石油天然气集团有限公司企业标准
Q/SY 05023.1—2019
油气管道旋转设备在线监测与故障诊断系统技术规范第1部分：离心压缩机组
Specification for on-line monitoring and fault diagnosis system
of oil and gas pipeline rotating equipment
Part 1 : Centrifugal compressor-set
2019－08－01实施
2019一06一13发布
中国石油天然气集团有限公司 发布 Q/SY05023.1—2019
目 次
前言·
II
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
般要求 5 在线监测与诊断系统组成 6 在线监测 7 系统功能
4
系统配置安装与调试
8
4
9
6
10 验收 11 运行与维护附录A（资料性附录) 传感器位置附录B（规范性附录） 数据格式附录C(规范性附录） 基本监测数据附录D（资料性附录) 在用典型离心压缩机组监测数据附录E（资料性附录） 典型故障振动特征附录F（资料性附录） 典型振动传感器特点附录G（资料性附录) 机组运行基线建立参考文献
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-
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·28
3 Q/SY05023.1—2019
前 言
Q/SY05023《油气管道旋转设备在线监测与故障诊断系统技术规范》分为两个部分：
第1部分：离心压缩机组；第2部分：离心泵机组。
本部分为Q/SY05023的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草，本部分由中国石油天然气集团有限公司标准化委员会天然气与管道专业标准化委员会提出并归口。 本部分起草单位：管道分公司、西气东输管道分公司、西部管道分公司、北京天然气管道公司、
西南管道分公司。
本部分主要起草人：李刚、贾东卓、杨阳、张衍岗、谷思宇、程万洲、王猛、刘白杨、姜帅、 张兴、任小龙、朱贵平、王清亮、张星、贾彦杰。
II Q/SY05023.1—2019
油气管道旋转设备在线监测与故障诊断系统技术规范
第1部分：离心压缩机组
1范围
Q/SY05023的本部分规定了天然气管道离心压缩机组在线监测与故障诊断系统组成、在线监测、 系统功能、系统配置、安装与调试、验收、运行与维护方面的内容。
本部分适用于天然气管道离心压缩机组在线监测与故障诊断系统的采购、安装、调试、验收、维
护工作。
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验
3术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
在线监测on-linemonitoring 对压缩机组运行中的特征信号进行采集、变换、分析处理并显示和存储，满足故障报警的需求。
特征信号包括：转速、振动、温度、压力、流量等。 3.2
故障诊断faultdiagnosis 根据压缩机组状态监测所获得的信息，结合机组的工作原理、结构特点和运行状况，对可能发生
或已发生的故障进行分析判断，以确定机组故障的类别、部位、程度及发展趋势等。 3.3
在线监测与故障诊断系统 on-linemonitoringandfaultdiagnosissystem 用以自动实时采集、处理和发送压缩机组状态信息的监测装置及其软件，是对压缩机组运行状态
进行监测、预警、辅助决策、数据分析、故障诊断的软硬件系统的总称。
4一般要求
4.1 1远传监测数据与现场监测数据正常情况下延迟应不超过30s，故障情况下延迟应不超过5s。 4.2 在线监测与故障诊断系统应与站控系统时钟同步。
1 Q/SY05023.1—2019 4.3在线监测与故障诊断系统应建立在专用企业网基础上，与互联网隔离，配置专用防火墙。 4.4在线监测与故障诊断系统数据接口应完全开放，所有波形数据应传输至远程监测与故障诊断中心，并与中心数据库无缝连接 4.5在线监测与故障诊断系统应在工作条件下长期可靠工作，在无人为损坏前提下，至少应满足平均无故障时间（MTBF）大于6300h或年故障次数不超过2次。 4.6在线监测与故障诊断系统在数据容量和功能上应具备良好的扩展性。
5在线监测与诊断系统组成
5.1在线监测与故障诊断系统应采用分层分区域架构，由远程监测与故障诊断中心系统、压缩机组在线监测与故障诊断系统及相应网络通信链路组成。 5.2远程监测与故障诊断中心系统接收压缩机组在线监测与故障诊断系统上传的监测数据，应至少储存10年内的监测数据。远程监测与故障诊断中心系统应包括实时数据库、历史数据库、数据交互中间件、浏览器应用等，应具备监测分析、监测预警、故障诊断、参数设置、数据存储、浏览器发布、可视化管理等功能。 5.3压缩机组在线监测与故障诊断系统收集振动和工艺量数据等，将数据处理后上传，应至少存储2 年内的监测数据。 5.4压缩机组在线监测与故障诊断系统到所属地区公司总部的光纤链路，传输带宽设置应不低于4MB/s；各地区公司总部到远程监测与故障诊断中心系统的光纤链路，传输带宽设置应不低于10MB/s。
6在线监测
6.1振动监测 6.1.1轴振监测包括：径向振动、轴向位移、轴向振动、键相位。宜直接从机组振动保护系统的缓冲输出读取信号，或加装电涡流传感器及缓冲输出模块与现场压缩机组在线监测与故障诊断系统连接。 6.1.2壳振主要监测燃气发生器、动力涡轮、齿轮箱等。宜直接从机组振动保护系统的缓冲输出读取信号，或加装加速度传感器及缓冲输出模块与现场压缩机组在线监测与故障诊断系统连接。 6.1.3天然气管道离心压缩机组主要为燃驱压缩机组和电驱压缩机组两类，机组型号不同振动测点布置会有差异，典型压缩机组振动测点布置如图1、图2、图3所示。传感器位置参见附录A。
轴振径向X
轴振径向X
轴振径向X
轴振轴向A
转速
转速
轴振径向X
轴振轴向A 一轴振轴向B
动力涡轮
燃气发生器
压缩机
轴振径向Y
壳振
壳振
轴振轴向B
轴报径向Y
轴振径向Y
轴振径向Y
图1火 燃驱压缩机组振动测点布置示意图
2 Q/SY05023.1—2019
轴振径向X
轴振径向X
轴振径向X
轴振径向X
轴振径向X 转速
轴振轴向A 轴振轴向B
励磁机
主电机
压缩机
轴振径向Y
轴振径向Y
轴振径向Y
轴振径向Y
轴振径向Y
图2 电驱压缩机组振动测点布置示意图
轴振轴向A、B
轴振径向X、Y
轴振径向X、Y
轴振径向X、Y
轴振径向X、Y 转速
轴振径向X、Y
壳振
主电机
励磁机
飞
轴振轴向A、B
齿轮箱
压缩机
转速
轴振径向X、Y
轴振径向X、Y
轴振径向X、Y
轴振径向X、Y
图3电驱压缩机组（齿轮箱）振动测点布置示意图
6.2 工艺量监测
工艺量数据应通过OPC、Modbus方式从控制系统获取。通信得到的数字量采集间隔应为1s，获取的数值精度应至少保证小数点后2位（采用浮点数）。 6.3事件信息及数据 6.3.1报警信息及数据
报警信息应包括：报警唯一标识、报警类型、报警机组位号、报警测点或测点组、报警开始时间、报警截止时间。
报警数据应包括：报警日志唯一标识、报警机组位号、报警测点或测点组位号、报警各个通道原始波形数据、报警各个通道各类特征值数据、转速、采样点数、采样频率、采集数据时间戳等。报警数据最少应包括报警前5min及报警后20min的密集数据，报警时振动数据最小间隔应为压缩机旋转 360°的时间。 6.3.2启停机信息及数据
启停机信息应包括：启停机事件唯一标识、启停机类型（启机、停机）、机组位号、启停机开始
3 Q/SY05023.1—2019 时间、启停机截止时间。
启停机数据应包括：启停机事件唯一标识、启停机机组位号、启停机各个通道原始数据、各个通道各类特征值数据、转速、采样点数、采样频率、采集数据时间戳等。启停机数据应包括启停机过程的所有振动波形数据，转速升降过程中数据采集间隔最小应为10r/min，最大不应超过120r/min。 6.4数据格式
数据应由两部分组成：信息段和数据段，总长度不应超过800kB。其中，信息段应描述数据的类别和特征；数据段应包含实际的采集数据，长度可在0kB～800kB变化。数据格式参见附录B。
振动数据应采用无损压缩技术进行传输，应保留完整波形数据信息。 6.5监测数据表 6.5.1离心压缩机组常见故障有燃气轮机压气机损坏、电机轴承损坏、压缩机叶轮损坏等。 6.5.2特定故障与某些征兆或数据有对应关系，当故障出现时，这些征兆或数据随之变化或受其影响。 6.5.3根据天然气离心压缩机组结构及运行特点，确定离心压缩机组基本监测数据，见附录C。 6.5.4在用典型离心压缩机组监测数据参见附录D，可供其他型号压缩机组参考。
7系统功能
典型故障振动特征参见附录E，为识别故障特征实现故障诊断，在线监测与故障诊断系统应具备如下功能：
a）机组状态显示：应为全中文界面，应具备可添加的模块软件单元。 b）时域分析。 c）频谱分析。 d）相位分析。 e）轴心轨迹。 f）轴心位置。 g）趋势图：应可以显示任意时间段、不同测点趋势比较图。 h）单值棒图和多值棒图。 i）极坐标图。 j）全息谱：信号的频率、幅值、相位信息应能显示于一张图上，应具备二维全息谱、三维全息谱。 k）全频谱。 1）转速时间图：应具备启停机过程中转速与时间的高密度图。 m）频谱瀑布图。 n）伯德图。 0）倒谱图。 p）包络图。 q）阶次谱。 r）诊断报告：分析诊断报告、报表应能交互式生成，报告应包括机组概貌图、运行概况、监测
分析、诊断意见、维修建议等内容。 s）报警：应具备短信报警、邮件报警、手机APP等报警方式。 t）断网续传：网络恢复后应能自动将中断数据补充上传至服务器。
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