一种输油泵机组综合健康性能评价方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种输油泵机组综合健康性能评价方法及系统，包括以下步骤：获取输油泵机组的各个性能参数和各个历史指标；根据各个性能参数，确定输油泵机组的各个性能指标；根据各个性能指标，确定第一权重集合和第二权重集合；根据第一权重集合和第二权重集合，确定每个性能指标对应的综合权重集合；根据各个历史指标和各个性能指标之间的相似度，确定相似序列；根据综合权重集合和相似序列，确定健康综合指标；根据健康综合指标，对输油泵机组综合健康性能进行评价。解决了传统的输油泵机组的性能测试与评价方法侧重在单一指标评价上，难以实现对输油泵机组整机性能的有效评价问题。以实现对输油泵机组整机性能的有效评价问题。以实现对输油泵机组整机性能的有效评价问题。

【技术实现步骤摘要】
一种输油泵机组综合健康性能评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及设备管理
，尤其涉及一种输油泵机组综合健康性能评价方法及系统。

技术介绍

[0002]输油泵机组性能直接影响泵站的工作效率，其能否安全运行还直接关乎到整个企业生产是否正常运作。而随着输油泵机组应用范围不断扩大，应用环境越来越复杂，工业现代化的进程对输油泵机组的安全性、可靠性提出了更高的要求。既要减少机械故障，又要降低盲目维修带来的成本，因此，对泵机组性能进行分析评价就变得至关重要。
[0003]目前输油泵机组性能测试与评价的主流方法有两种：水力学法和热力学法：水力学法作为传统的性能评价方法，是泵性能评价的标准方法，设备制造厂或实验室大多采用这种方法开展泵性能评价工作。热力学法是被广泛认可的高精度泵效和性能测试与评估中的先进技术，但由于该方法对测试仪器的要求较高，直到最近10多年才开始得到广泛的应用。虽然目前水力学法和热力学法已经被广泛应用在泵机组性能测试与评价中，在性能评价方面获得了研究者们的认可，但其仍存在许多缺陷，总结如下：首先，现有的输油泵机组性能评价方法在评价过程中缺乏系统性评价指标，同时在进行指标赋权时主观因素影响较大，导致对输油泵机组整机性能评价片面；其次，水力学法和热力学法更侧重在性能测试方面，在开展输油泵机组性能评价时多依赖指标评价标准和专家经验，缺乏科学合理的方法量化评价指标与输油泵机组性能间的影响，难以实现对输油泵机组整机性能有效评价。因此，传统的输油泵机组性能测试与评价方法侧重在单一指标评价上，对于不同指标对设备影响差异研究较少，很少关注可靠性、可持续性等影响因素，如成本、资源消耗等，不利于对设备的整机情况的把握。

技术实现思路

[0004]为了克服传统的输油泵机组的性能测试与评价方法侧重在单一指标评价上，难以实现对输油泵机组整机性能的有效评价问题，本专利技术提供了一种输油泵机组综合健康性能评价方法及系统。
[0005]第一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种输油泵机组综合健康性能评价方法，包括以下步骤：
[0006]获取输油泵机组的各个性能参数和各个历史指标，各个性能参数包括输油泵参数和电机参数；
[0007]根据各个性能参数，确定输油泵机组的各个性能指标，性能指标表征了输油泵机组的运行情况；
[0008]根据各个性能指标，确定第一权重集合和第二权重集合，第一权重集合中包括多个第一权重，每个第一权重表征了单个性能指标相对于全部性能指标的重要程度，第二权重集合中包括多个第二权重，每个第二权重表征了单个性能指标相对于输油泵机组的重要
程度；
[0009]根据第一权重集合和第二权重集合，确定每个性能指标对应的综合权重集合；
[0010]根据各个历史指标和各个性能指标之间的相似度，确定相似序列；
[0011]根据综合权重集合和相似序列，确定健康综合指标；
[0012]根据健康综合指标，对输油泵机组综合健康性能进行评价。
[0013]本专利技术提供的一种输油泵机组综合健康性能评价方法的有益效果是：通过性能参数构建了多个性能指标，解决了传统的输油泵机组的性能测试与评价方法侧重于单一指标的问题，同时，根据综合权重集合与相似序列，得到健康综合指标，该健康综合指标中包含了每个性能指标的综合权重以及与历史指标的相似度，将性能指标与性能指标、性能指标与输油泵机组、性能指标与历史指标均建立了联系，提高了对输油泵机组整机性能的有效评价。
[0014]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种输油泵机组综合健康性能评价方法还可以做如下改进。
[0015]进一步，上述各个性能参数包括流体密度、变频驱动效率、泵用电动机效率、电网输入功率、输油泵流量、输油泵扬程、输油泵在各个时间点的速度、振动信号采样点数、输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声、输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声、电机的有功功率、电机的总功率、电机的电流信号中各次谐波分量和电机的声压级噪声；
[0016]根据各个性能参数，确定输油泵机组的各个性能指标，包括：
[0017]根据流体密度、变频驱动效率、泵用电动机效率、电网输入功率、输油泵流量和输油泵扬程，确定输油泵的效率；
[0018]根据输油泵在各个时间点的速度和振动信号采样点数，确定输油泵的振动烈度值；
[0019]根据输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声，以及输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声，确定输油泵的实际噪声和输油泵的背景噪声；
[0020]根据电机的有功功率和电机的总功率，确定电机的功率因素；
[0021]根据电机的电流信号中各次谐波分量，确定电机的电流谐波含量；
[0022]根据电机的声压级噪声，确定电机的噪声；
[0023]各个性能指标包括输油泵的效率、输油泵的振动烈度值、输油泵的实际噪声、输油泵的背景噪声、输油泵的温度及温升、输油泵的机械密封泄漏量、电机的功率因素、电机的电流谐波含量、电机的温升、电机的振动和电机的噪声。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是：将输油泵的效率、输油泵的振动烈度值、输油泵的实际噪声、输油泵的背景噪声、输油泵的温度及温升、输油泵的机械密封泄漏量、电机的功率因素、电机的电流谐波含量、电机的温升、电机的振动和电机的噪声作为性能指标，从而对输油泵机组中的输油泵和电机的性能状况进行评价。
[0025]进一步，上述根据流体密度、变频驱动效率、泵用电动机效率、电网输入功率、输油泵流量和输油泵扬程，确定输油泵的效率，包括：
[0026]根据流体密度、变频驱动效率、泵用电动机效率、电网输入功率、输油泵流量和输油泵扬程，通过第一公式，确定输油泵的效率，其中，第一公式为：
[0027][0028]其中，η
P
表示输油泵的效率，ρ表示流体密度，g表示重力加速度，η
D
表示变频驱动效率，η
M
表示泵用电动机效率，P表示电网输入功率，Q表示输油泵流量，H表示输油泵扬程；
[0029]根据输油泵在各个时间点的速度和振动信号采样点数，确定输油泵的振动烈度值，包括：
[0030]根据输油泵在各个时间点的速度和振动信号采样点数，通过第二公式，确定输油泵的振动烈度值，其中，第二公式为：
[0031][0032]其中，rmsv表示输油泵的振动烈度值，N表示振动信号采样点数，v
i
表示输油泵在第i个时间点的速度；
[0033]根据输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声，输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声，确定输油泵的实际噪声和输油泵的背景噪声，包括：
[0034]根据输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声，输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声，通过第三公式，确定输油泵的实际噪声和输油泵的背景噪声，其中，第三公式为：
[0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041]其中，表示输油泵在工作期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输油泵机组综合健康性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：获取输油泵机组的各个性能参数和各个历史指标，各个所述性能参数包括输油泵参数和电机参数；根据各个所述性能参数，确定所述输油泵机组的各个性能指标，所述性能指标表征了所述输油泵机组的运行情况；根据各个所述性能指标，确定第一权重集合和第二权重集合，所述第一权重集合中包括多个第一权重，每个所述第一权重表征了单个性能指标相对于全部性能指标的重要程度，所述第二权重集合中包括多个第二权重，每个所述第二权重表征了单个性能指标相对于所述输油泵机组的重要程度；根据所述第一权重集合和所述第二权重集合，确定每个所述性能指标对应的综合权重集合；根据各个所述历史指标和各个所述性能指标之间的相似度，确定相似序列；根据所述综合权重集合和所述相似序列，确定健康综合指标；根据所述健康综合指标，对所述输油泵机组综合健康性能进行评价。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个所述性能参数包括流体密度、变频驱动效率、泵用电动机效率、电网输入功率、输油泵流量、输油泵扬程、输油泵在各个时间点的速度、振动信号采样点数、输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声、输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声、电机的有功功率、电机的总功率、电机的电流信号中各次谐波分量和电机的声压级噪声；所述根据各个所述性能参数，确定输油泵机组的各个性能指标，包括：根据所述流体密度、所述变频驱动效率、所述泵用电动机效率、所述电网输入功率、所述输油泵流量和所述输油泵扬程，确定输油泵的效率；根据所述输油泵在各个时间点的速度和所述振动信号采样点数，确定输油泵的振动烈度值；根据所述输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声，以及所述输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声，确定所述输油泵的实际噪声和输油泵的背景噪声；根据所述电机的有功功率和所述电机的总功率，确定电机的功率因素；根据所述电机的电流信号中各次谐波分量，确定电机的电流谐波含量；根据所述电机的声压级噪声，确定电机的噪声；各个所述性能指标包括所述输油泵的效率、所述输油泵的振动烈度值、所述输油泵的实际噪声、所述输油泵的背景噪声、所述输油泵的温度及温升、所述输油泵的机械密封泄漏量、所述电机的功率因素、所述电机的电流谐波含量、所述电机的温升、所述电机的振动和所述电机的噪声。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述流体密度、所述变频驱动效率、所述泵用电动机效率、所述电网输入功率、所述输油泵流量和所述输油泵扬程，确定输油泵的效率，包括：根据所述流体密度、所述变频驱动效率、所述泵用电动机效率、所述电网输入功率、所述输油泵流量和所述输油泵扬程，通过第一公式，确定输油泵的效率，其中，所述第一公式为：
其中，η
P
表示输油泵的效率，ρ表示流体密度，g表示重力加速度，η
D
表示变频驱动效率，η
M
表示泵用电动机效率，P表示电网输入功率，Q表示输油泵流量，H表示输油泵扬程；所述根据所述输油泵在各个时间点的速度和所述振动信号采样点数，确定输油泵的振动烈度值，包括：根据所述输油泵在各个时间点的速度和所述振动信号采样点数，通过第二公式，确定输油泵的振动烈度值，其中，所述第二公式为：其中，rmsv表示输油泵的振动烈度值，N表示振动信号采样点数，v
i
表示输油泵在第i个时间点的速度；所述根据输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声，输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声，确定输油泵的实际噪声和输油泵的背景噪声，包括：根据输油泵在工作期间各个表面测点所测的噪声，输油泵在工作期间各个背景测点所测的噪声，通过第三公式，确定输油泵的实际噪声和输油泵的背景噪声，其中，所述第三公式为：式为：式为：式为：式为：式为：其中，表示输油泵在工作期间所有表面测点所测的噪声的平均值，表示输油泵在工作期间所有背景测点所测的噪声的平均值，L'
PAi
表示输油泵在工作期间第i个表面测点所测的噪声，L”PAi
表示输油泵在工作期间第i个背景测点所测的噪声，N表示测点数量，表示输油泵的实际噪声；K
1A
为背景噪声修正值；K
2A
为环境噪声修正值，ΔL
A
为阈值；所述根据所述电机的有功功率和所述电机的总功率，确定电机的功率因素，包括：根据所述电机的有功功率和所述电机的总功率，通过第四公式，确定电机的功率因素，
其中，所述第四公式为：其中，表示电机的功率因素，P是有功功率，S是总功率；所述根据所述电机的电流信号中各次谐波分量，确定电机的电流谐波含量，包括：根据所述电机的电流信号中各次谐波分量，通过第五公式，确定电机的电流谐波含量，其中，所述第五公式为：其中，I
n
表示电机的电流信号中各次谐波分量，I
h
表示电机的电流谐波含量；所述根据所述电机的声压级噪声，确定电机的噪声，包括：根据所述电机的声压级噪声，通过第六公式，确定电机的噪声，其中，所述第六公式为：其中，L
W
表示电机的噪声，L
P
表示电机的声压级噪声，S0是噪声的基准覆盖面积，S表示距离电机基准体1m的包络面面积。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对于每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，李亚平，李秋娟，蔡永军，刘峻峰，古自强，邵强，刘少山，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：