【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是bog压缩机组领域，特别涉及一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统和方法。
技术介绍
1、lng接收站是接收储存以及外输液化天然气的大型装置。lng接收站主要由lng接卸工段、lng存储工段、bog处理工段、lng加压气化工段、天然气计量及外输工段和lng装车段组成。
2、bog压缩机组是lng接收站工艺流程中的重要设备，lng卸船时产生的大量bog，其中一部分会通过bog压缩机压缩到一定压力后送再冷凝器进行冷凝。
3、当前主要使用人工点检与振动信号对bog压缩机组的运行状态进行监测，但由于监测准确度得不到保障，监测方式缺乏自动化、智能化以及科学化，不能够及时发现bog压缩机组运行异常状态，需要耗费大量的人力资源，导致监测的总体效果不理想，对后期维修无法提出指导性意见，不能够快速制定出维修方案，导致对bog压缩机组的维护效率降低。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统和方法。
2、为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
3、一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统，包括：采集子系统和服务子系统；其中：
4、采集子系统包括振动加速度传感器、动态压力传感器、一分二安全栅、lng接收站机柜、屏蔽线缆、接线端子、bnc连接线、中控单元、采集系统机柜、采集卡和工控机
5、服务子系统包括服务器和客户端，服务子系统用于接收采集子系统传输的bog压缩机组的振动数据和压力数据，对bog压缩机组的振动数据和压力数据进行实时监测；还用于基于振动数据和压力数据的bog压缩机组故障诊断。
6、进一步地，振动加速度传感器安装于bog压缩机组机身位置，用于采集bog压缩机组振动信号；一分二安全栅安装在lng接收站机柜中，一分二安全栅通过屏蔽线缆与振动加速度传感器连接，用于将采集到的振动信号分为两路，一路通过屏蔽线缆接入lng接收站中控单元，另一路通过bnc连接线接入接线端子。
7、进一步地，接线端子、bnc连接线和采集卡安装在采集子系统的工控机中，接线端子和bnc连接线用于将一分二安全栅和采集卡连接，将一分二安全栅传输的振动信号通过接线端子传输给采集卡，最后通过pci总线进入工控机。
8、进一步地，动态压力传感器安装于bog压缩机气缸内，用于采集bog压缩机气缸内压力信号，并将采集到的压力信号由采集子系统的中控单元存储于mysql中间库中，通过mysql中间库将压力信号发送给服务子系统。
9、进一步地，工控机与服务子系统中的服务器组成局域网进行通信连接，工控机安装有基于windows系统.net framework框架开发的振动信号采集windows服务，振动信号采集windows服务用于对bog压缩机组振动进行监测。
10、进一步地，服务子系统部署有基于vue和springboot框架开发的故障诊断系统软件web服务，故障诊断系统软件web服务包括振动信号和压力信号的实时展示，bog压缩机组的故障预警与诊断功能。
11、进一步地，故障诊断系统软件web服务对bog压缩机组的故障预警与诊断，具体诊断方法包括：通过振动数据监测手段结合神经网络对bog压缩机组进行机械类故障诊断；通过压力序列监测手段结合pv示功图对bog压缩机进行排气、吸气阀故障诊断。
12、进一步地，通过振动数据监测手段结合神经网络对bog压缩机组进行机械类故障诊断，具体方法包括：
13、获取lng接收站bog压缩机组结构和组件，至少包括曲轴等运动结构、气缸等工作机构、机体及包括润滑系统、冷却系统在内的辅助系统，通过软件建立压缩机组的物理模型，详细描述lng接收站用bog压缩机组的几何形状和物理特性，设置各组件的参数，包括刚度、阻尼等，通过转子动力学模块模拟bog压缩机组的运行；
14、通过改变lng接收站用bog压缩机组物理模型，包括lng接收站用bog压缩机组常见故障带来的结构及运动改变，接着通过对改变以后的物理模型进行特征频率研究，得到lng接收站用bog压缩机组在这些故障工况下的振动频谱、特征频率数据，并通过仿真实验及数学分析手段确定这些故障工况下的特征值；
15、将仿真实验结果作为标准阈值嵌入到故障诊断系统软件web服务中，其中将仿真得到的理想状况下的lng接收站用bog压缩机组振动有效值作为预警阈值，通过实时振动数据实时计算有效值，并且与预警阈值做对比，超过则表示bog压缩机组发生故障；
16、设置一种深度残差收缩网络模型，首先对lng接收站bog压缩机组进行长达数月的数据采集工作，组成bog压缩机组原始数据集，对原始数据集进行降噪处理并去除信号中由于采集设备故障或传输故障所产生的异常数据，然后通过特征提取振动信号的特征，与通过仿真实验得到的特征值进行对比，并将这些特征融合成高维特征数据集，然后进行归一化处理，再将数据集按照一定的比例拆分为训练集和测试集，将训练集输入到神经网络中进行训练，最后利用测试集对得到的模型进行测试，实现bog压缩机组的故障分类。
17、进一步地，通过压力序列监测手段结合pv示功图对bog压缩机进行排气、吸气阀故障诊断，具体方法包括：
18、根据正常示功图确定四个特征点a、b、c、d的位置及四条特征线ab、dc、bc、ad的位置；
19、通过监测四条线组成的不规则图形的面积以及特征点及特征线移动的情况进行气阀故障精确诊断；通过计算正常示功图面积，计算设备允许示功图面积，判断是否在允许面积范围之内三步并对应故障特征实现定位，其中故障特征分为吸气阀泄漏、排气阀泄漏、吸气阀咬住、排气阀咬住、排气阀阀片自阀座上跳开五种，对应的特征分别为压缩线bc左移，排气线ba变短；膨胀线ad右移，吸气线dc变短；d点位置降低、压缩线bc左移；b点位置升高，膨胀线ad右移；膨胀线ad右移，且形成小钩，排气线位置升高，且变倾斜。
20、本专利技术还公开了一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的方法，包括：
21、在lng接收站用bog压缩机组的机身位置安装振动加速度传感器；
22、振动加速度传感器将实时振动数据通过屏蔽线缆传入一分二安全栅再由屏蔽线缆一路传入lng接收站中控单元，另一路通过bnc连接线传入采集卡中；
23、采集卡通过屏蔽线将实时振动数据传入工控机；
24、工控机安装的振动数据采集windows服务将数据由电流信号转换为加速度信号作为原始信号，并将原始信号通过数字信号处理手段处理得到处理信号，将两种信号直接内存存储在工控机硬盘中，并向服务子系统传输；
25、动态压力传感器采集到的压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，包括：采集子系统和服务子系统；其中：
2.如权利要求1所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，振动加速度传感器安装于BOG压缩机组机身位置，用于采集BOG压缩机组振动信号；一分二安全栅安装在LNG接收站机柜中，一分二安全栅通过屏蔽线缆与振动加速度传感器连接，用于将采集到的振动信号分为两路，一路通过屏蔽线缆接入LNG接收站中控单元，另一路通过BNC连接线接入接线端子。
3.如权利要求1所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，接线端子和BNC连接线、采集卡安装在采集子系统的工控机中，接线端子和BNC连接线用于将一分二安全栅和采集卡连接，将一分二安全栅传输的振动信号通过接线端子传输给采集卡，最后通过PCI总线进入工控机。
4.如权利要求1所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，动态压力传感器安装于BOG压缩机气缸内，用于采集BOG压缩机气缸内压力信号，并将采集到的压力信号由采集子系统的中控单元存
5.如权利要求1所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，工控机与服务子系统中的服务器组成局域网进行通信连接，工控机安装有基于Windows系统.Net Framework框架开发的振动信号采集Windows服务，振动信号采集Windows服务用于对BOG压缩机组振动进行监测。
6.如权利要求1所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，服务子系统部署有基于VUE和Springboot框架开发的故障诊断系统软件Web服务，故障诊断系统软件Web服务包括振动信号和压力信号的实时展示，BOG压缩机组的故障预警与诊断功能。
7.如权利要求6所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，故障诊断系统软件Web服务对BOG压缩机组的故障预警与诊断，具体诊断方法包括：通过振动数据监测手段结合神经网络对BOG压缩机组进行机械类故障诊断；通过压力序列监测手段结合PV示功图对BOG压缩机进行排气、吸气阀故障诊断。
8.如权利要求7所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，通过振动数据监测手段结合神经网络对BOG压缩机组进行机械类故障诊断，具体方法包括：
9.如权利要求7所述的一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的系统，其特征在于，通过压力序列监测手段结合PV示功图对BOG压缩机进行排气、吸气阀故障诊断，具体方法包括：
10.一种用于LNG接收站的BOG压缩机组状态监测的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统，其特征在于，包括：采集子系统和服务子系统；其中：
2.如权利要求1所述的一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统，其特征在于，振动加速度传感器安装于bog压缩机组机身位置，用于采集bog压缩机组振动信号；一分二安全栅安装在lng接收站机柜中，一分二安全栅通过屏蔽线缆与振动加速度传感器连接，用于将采集到的振动信号分为两路，一路通过屏蔽线缆接入lng接收站中控单元，另一路通过bnc连接线接入接线端子。
3.如权利要求1所述的一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统，其特征在于，接线端子和bnc连接线、采集卡安装在采集子系统的工控机中，接线端子和bnc连接线用于将一分二安全栅和采集卡连接，将一分二安全栅传输的振动信号通过接线端子传输给采集卡，最后通过pci总线进入工控机。
4.如权利要求1所述的一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统，其特征在于，动态压力传感器安装于bog压缩机气缸内，用于采集bog压缩机气缸内压力信号，并将采集到的压力信号由采集子系统的中控单元存储于mysql中间库中，通过mysql中间库将压力信号发送给服务子系统。
5.如权利要求1所述的一种用于lng接收站的bog压缩机组状态监测的系统，其特征在于，工控机与服务子系统中的服务器组成局域网进行通信连接，工控机...
【专利技术属性】
技术研发人员：王福运，刘哲，张贵元，梁妍，王俊强，李长春，王峰，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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