化工设备智能监控与实时数据分析方法

吴 丹

(南京盛尔生物科技有限公司，江苏 南京 210000)

摘  要：研究针对化工行业设备监控及数据分析的需求,提出一种基于先进传感技术和过程控制的智能监控与实时数据分析方法。该方法通过多参数在线监测系航采集设备运行数据,运用模式识别技术进行了故障诊断和预测性维护,并利用过程建模实现了工艺优化。实验结果我明,该方法可有效提高设备运行效率,降低维护成本,保障生产安全。

关键词：化工设备；智能监控；实时数据分析；预测性维护；工艺优化

引言

随着精细化工和绿色化工的发展,化工行业正面临设备管理和过程控制的巨大挑战。传统的设备监控方法已难以满足现代化工生产对安全、效率和质量的要求。如何利用先进的传感技术和过程控制方法对化工设备进行智能监控和实时数据分析,已成为行业关注的热点问题。智能监控系统能够实时掌握设备运行状态,通过数据分析预测潜在故障,优化生产工艺,从而提高生产效率,降低运营成本。

1 化工设备智能监控系统设计

1.1 多参数在线监测系统

化工设备多参数在线监测系统采用分布式架构整合压力、温度、流量、液位等关键参数传感器。系统通过高精度压力变送器实时监测反应釜内压力变化利用热电偶陈列捕提温度场分布，同时配备超声波济量计和电容式液位计追踪物料流动和储存状态。数据采集模块采用4~20mA 模拟信号传输,确保信号稳定性和抗干扰能力。中央控制单元基于可编程逻辑控制器构建,实现数据汇总、分析和远程传输功能。系统设置多重报警阔值,当参数超限时自动触发声光报警并启动应急预案,有效预防设备故障和安全事故。

1.2 腐蚀与磨损监测技术

化工设备腐蚀与磨损监测技术结合电化学阻抗谐和超声被测厚技术。EIS系统通过在设备关键部位安装三电极探头，周期性施加微小交流电信号并测量阻抗响应,分析Nyquist图和Bode 图揭示腐蚀动力学过程。超声波测厚仪利用脉冲回波法,通过测量超声波在材料中的传播时间计算壁厚,实现对局部减薄的精确定位。2种技术数据融合后,建立设备腐蚀速率模型,预测剩余使用寿命。系统集成了基于光纤光的应力监测模块,全面评估设备结构完整性,为检修决策提供科学依据。

1.3 温度场与应力场分析

化工设备温度场与应力场分析采用热像仪阵列和光纤光栅传感网络相结合的方法。红外热像仪阵列布置于设备外表面,通过多角度热成像技术重建三维温度分布,分辨率达到0.1℃。光纤光栅传感器网络嵌人设备壁内,利用布拉格波长漂移原理,同时测量内部温度和应力分布,空间分辨率优于1cm。测得的温度场和应力场数据输人有限元分析软件,构建设备的热-机械耦合模型,评估热应力水平和疲劳累积程度。该方法成功应用于大型反应釜和换热器,有效识别热点区域和应力集中部位,为设备安全运行和寿命评估提供可靠依据。

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