Page 140 - 化工安全生产与环保技术

第五章 化工设备安全诊断

第一，化工设备故障的复杂性。化工生产过程是一个涉及多种设备、多种变
量相互作用的物理化学反应过程，其中各要素间作用机理复杂，变量间并非呈现
简单的线性关系，从而使得化工设备的故障机理复杂化。同时，化工设备的自身

结构复杂，设备系统可以分解为若干个子系统，子系统中的部件既可能单独从属
于一个子系统，又可能同时从属于多个子系统，这种结构特点使得化工设备的故
障结果与原因并非呈现一一对应的关系。当化工设备故障时，由于诊断单元数量
多和故障机理复杂，加大了故障诊断的难度。

第二，化工设备故障的模糊性。化工生产过程中，设备的故障发生概率往往
是变化不定的，很难或者根本不能获得其精确的发生概率，表现出一定的模糊性。
导致化工设备故障发生概率模糊性的原因主要包括以下几点：化工设备通常在高
温、高压等环境下工作，其机械特性会由于压力、温度的变化而发生改变，从而

导致故障的发生概率模糊不确定。化工设备的加工原料通常都是流体型材料，原
料的压力变化、浓度比等工艺指标的波动也会导致化工设备的材料特性发生变化，
从而导致设备的故障发生概率变化。化工设备的可靠性较高，缺乏大量的历史数
据可供参考，很难通过统计得到准确的故障发生概率，设备故障发生概率的估计

往往是在经验、知识的基础上，给出一个可能的区间值。在化工设备故障诊断过
程中，如何处理其故障模糊性的特点将会影响诊断结果的可靠性。
第三，化工设备故障的动态性。随着化工设备规模的扩大，自动化程度的提
高，为了保证生产设备运行的可靠性，当前化工设备的关键部件多采用冗余结构

设计，当某一个部件发生故障时，备用部件能够替代其工作从而确保系统的正常
运转。冗余结构的设计使得系统的故障不但和部件有关，而且还和部件失效的时
间有关，表现出时序相关性，具有动态性的特点。同时，化工设备中还存在一些
特殊的机构，如顺序激发结构，这些机构也会导致化工部件失效过程的动态性。

最后，由于化工设备间的相互作用，化工系统中会存在一些共因故障、从属故障
等，这种故障的发生也表现出严格的时序性、动态性，因此在化工设备故障诊断
过程中需要重点考虑其动态性的特点。
第四，化工设备故障指标的可测性。为了能够时时了解设备的运行状态，

现代化工生产过程中普遍采用集散型控制系统对影响生产状况的重要指标进行监
测，监测的内容包括温度、压力、噪声、流量、振动等。当设备运行状态发生变
化时，监测指标数据能够为故障性质的判断、定位、诊断提供一定的信息参考。

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