Page 138 - 化工安全生产与环保技术

第五章 化工设备安全诊断

（四）缺少完善管理制度
对于化工企业而言，具备完善的管理制度是保障企业可持续发展的前提。管
理制度缺失的后果如下：

造成操作人员在化工设备运行中出现故障或遇到突发情况时，无法及时采取
有效措施加以处理，使化工设备损坏；导致操作人员工作懈怠，在操作化工设备
时未按照流程规范开展，存在违规行为，致使化工设备运行损耗加大，从而出现
各类故障；造成操作人员不重视对化工设备的维修与保养，设备在实际运行中会

存在腐蚀与磨损等现象，如果操作人员未对设备进行定期检查，未按要求开展设
备维护与保养工作，就难以发现其中的问题，致使设备损坏程度加大，进而发生
故障。

二、化工设备故障诊断法方法

故障诊断方法的概念自 1978 年提出以来，得到了迅速发展，在机械、航空、
化工、电力、能源工程等领域得到了广泛应用。当前故障诊断方法主要分为基于
分析模型的方法、基于数据驱动的方法和基于定性经验知识的方法等三大类。基

于分析模型的方法将模型中的参数与实际运行过程中的参数进行比较以计算其残
差，然后对计算结果进行统计分析以实现故障的诊断，其主要包括状态估计和参
数估计两类方法。状态估计主要用于设备系统的状态能够观测的情况，通过将观
测器的输出与实际输出做比较以得到残差并实现对故障的诊断，当系统数学模型

精确已知时，该方法效果尤其显著。参数估计通过对模型参数和物理参数进行统
计分析以实现故障的诊断，该方法不再需要计算残差，但通常将该方法与其他解
析模型结合起来共同应用。
以上两种方法都要求对检测过程构建精确的数学模型，并且计算量较大，

难以胜任复杂系统的故障诊断，因此其在实际中的应用领域有限。基于数据驱动
的方法主要通过对历史数据的挖掘，归纳设备系统正常工作和非正常工作的属性
特点，进而实现对故障的诊断，该类方法主要包括人工神经网络和主元分析法
（PCA）。

人工神经网络为故障诊断提供了一种新的方法，该方法的知识通过实例训练
神经单元而得到，具有较好的效率和效果，并且采用并行推理能够节省时间，但
是其没有充分利用历史经验，并且对训练样本有一定的要求。PCA 通过统计，

·127·