陈立新
摘要：XM在CACT作业者集团海上采油平台应用近1年的时间内，两次保护动作避免了恶性事故的发生，具有很好的效果。
关键词：XM保护系统；离线系统；准在线的巡检系统；轴承故障
CACT作业者集团（以下简称CACT）共有六个生产平台和一艘生产储油轮，目前是中国最大、历史最久、总产量最高的对外合作海上油田；CACT在预防维修机制运转良好的基础上，对大型、关键设备正在实行预测维修策略。
CACT采用Enwatch巡检式准在线监测系统，配以Entek实时保护系统XM（八套）以及RSMace软件，组成由离线数采器、准在线监测、在线保护的比较完整的状态监测设备网络。该系统是基于以太网的自动巡检系统，采集数据时，只需在任意一台联网的计算机上，对安装在现场的Enwatch（需与网络连接）采集模块发出指令，即可定期采集和回收数据。这些过程均通过Odyssey软件的在线模块控制。系统及网路结构见图1。
一、XM系统介绍
XM是一种采用开放式标准工业总线的分布式振动监测和保护系统，具有模块化结构和外观，结构小巧，易于安装和检查维护。
XM模块可以通过DeviceNet进行远程组态，与之配套的软件RSMACCEOL具有良好的Windows风格人机界面。其主要功能，如模块与传感器参数调整、继电器动作逻辑设定、报警波段及门槛值调整等均可在一个窗口的不同标签上完成，简洁完整，让人耳目一新；XM系统向下兼容Enwatch及DataPac仪器等较早产品，可以通过Odyssey灵活定义数据存储，与RSMACCEOL软件的报警及继电器事件日志一起为历史回溯以及机器故障原因分析提供依据。XM多达16个输入参量设置和16个报警逻辑设定，以及可扩展420mA模拟量输出端口，可满足工业现场的组态需求。
图1
目前高速巡检系统和实时在线保护系统等一般采用分布式数据库系统，数据库及硬件组态、数据采集、数据显示分析等采用服务器／客户端机制。由于海上和陆地间采用的卫星通信非常昂贵，CACT租用的卫星通信频道（30万美金／年）数据带宽仅为256kB，运行ERP以及Email系统尚可，传输大流量的实时动态振动数据则比较困难。我们借鉴IT部门的经验，通过一个软件从岸上办公室远程登录到距离陆地200km的平台上运行专业在线监测软件的服务器，占用带宽约10kB，时滞小于1s，就象在服务器本地一样可以进行组态、数据采集、技术分析、制作报告等所有的操作，比较好地解决了通信瓶颈，低成本间接实现了远程状态监控和远程故障诊断。
二、应用实例
CACT采油平台现装备有意大利NuovoPignone产原油外输泵七台，承担着全油田近1万吨／日的原油外输任务，属于核心设备。该泵为立式安装的10级离心泵，电机功率559kW，顶端驱动，转速3600r/min，上端采用FAG7319止推轴承，下端为FAG6216向心轴承；电机通过刚性联轴节与泵轴连接，泵轴中间过桥轴承为SKF7316，承受整机轴向力。这三组轴承近两年来多次损坏，并造成电机转子动静碰摩及机械密封失效，导致生产关停，损失巨大。
其间维修部门从轴系对中，安装间隙控制，轴承质量、润滑、冷却，流体介质，安装基础等多方面加以改善，但结果总不理想。
以下是采用图1所示系统对该类故障进行诊断的实例。
1.HZ323平台一台管线泵因振动大而关停，通过回溯该泵的XM系统报警记录以及Odyssey中的详细振动数据，发现该泵中间过桥止推轴承测点在840Hz的振幅值在大约6个小时内逐步攀升，总振值也达到15mm/s，处于XM的“危险”门槛值。通过分析Enwatch采集的详细数据，可知840Hz为SKF7316轴承内圈故障特征频率的二倍频，故可以肯定是轴承故障。更换轴承后泵运转正常。拆下的轴承内圈发现两条长约5cm的深槽，验证了诊断的准确性。
过桥轴承严重毁坏造成机械密封损坏，导致溢油，油气接触高温的毁坏轴承，则极易发生火灾事故。此次在轴承缺陷初期及时停泵，最大限度避免了损失，保证了安全生产。
2.HZ261平台管线泵因振动大而报警并关断。检查发现电机下端轴承座温度达110℃，而正常工作温度应为30-40℃；拆下联轴器发现电机无法盘车，初步认定系轴承故障。通过回溯Odyssey中的数据确认该故障属突发轴承故障。电机解体发现轴承崩溃，转子上端轴肩与电机骨架出现轻微擦痕，更换新轴承后电机恢复正常。
轴承严重损坏会引发电机扫膛，造成定、转子报废，XM保护及时有效地避免了灾难性事故。
三、结论
XM系统综合了Entek在振动诊断领域多年来的专业经验和RockwellAutomation在工业自动化领域内的标准化特质，其产品的可靠性、易用性以及保护的精确性让人印象深刻。