BN3500狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在裂解裝置壓縮機(jī)的應(yīng)用及故障分析

蔣宇波

引言：介紹了乙烯裝置壓縮機(jī)所采用的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的類型及特點，系統(tǒng)升級相關(guān)原因，典型故障處理過程，探討了如何在工廠實踐中合理使用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備。

齊魯石化乙烯裝置的壓縮機(jī)組是乙烯生產(chǎn)的重要組成設(shè)備，其中裂解氣壓縮機(jī)是工藝生產(chǎn)主流程上的機(jī)組設(shè)備，而丙烯制冷、乙烯制冷、甲烷制冷及三元制冷壓縮機(jī)則是給分離系統(tǒng)提供冷劑的重要機(jī)組。其中任何一臺壓縮機(jī)損壞停車，都將會造成乙烯生產(chǎn)的中斷。因此，保證裝置重要機(jī)組安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行，滿足工藝平穩(wěn)生產(chǎn)要求，減少停車的經(jīng)濟(jì)損失，這不僅需要工藝人員的精心操作和維護(hù)，更重要的是對重點機(jī)組進(jìn)行安全保護(hù)。

在齊魯石化乙烯裝置中，為了更好的監(jiān)測壓縮機(jī)等大型機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，最大限度的消除誤停車，有效地保護(hù)了人身、設(shè)備安全，采用了本特利公司生產(chǎn)的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，本文從裝置實際出發(fā)，介紹BN3500監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)知識，故障現(xiàn)象，分析原因，探討解決措施。

一、旋轉(zhuǎn)裝置狀態(tài)監(jiān)測簡介

旋轉(zhuǎn)裝置狀態(tài)監(jiān)測是指利用各種儀器和儀表，對反映旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行測量和監(jiān)視，從而了解其運(yùn)動狀態(tài)，保證安全運(yùn)行。在線監(jiān)測的狀態(tài)參數(shù)主要有：軸的徑向振動、軸向位移、機(jī)器轉(zhuǎn)速等。

（一）振動測量

振動測量就是機(jī)械相對于某一已知參考系的振動的測量。轉(zhuǎn)軸、汽封、軸承箱以及機(jī)殼均為最受關(guān)注的機(jī)械部件。準(zhǔn)確地對這些部件進(jìn)行測量和監(jiān)測可以對機(jī)器的機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行描述。在對大多數(shù)機(jī)器進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測時，電渦流探頭用來測量機(jī)器轉(zhuǎn)軸相對于機(jī)殼的運(yùn)動。

（二）位置測量

軸向位置測量可用來描述止推法蘭和止推軸承之間的相對位置。對于—臺離心壓縮機(jī)或一臺蒸汽渦輪機(jī)來說，軸向位置是最重要的測量參量。軸向位置監(jiān)測的主要目的是為了保證消除機(jī)器轉(zhuǎn)子和定子之間的軸向磨擦。軸向止推軸承的故障可能是最嚴(yán)重的故障。因此，應(yīng)該認(rèn)真地進(jìn)行監(jiān)測，以防止發(fā)生這種類型的故障，保護(hù)機(jī)器的安全。

（三）傳感器相關(guān)知識

振動測量儀器與系統(tǒng)通常是由測振傳感器、測量放大器和信號處理裝置等組成，測振傳感器的作用是把被測對象的機(jī)械振動量（位移、速度或加速度）在要求的范圍內(nèi)正確地接受下來，并將此機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電信號輸出或顯示出來。測振傳感器的種類很多，對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)監(jiān)測，最常用的傳感器是相對位移的電渦流傳感器，電渦流非接觸式傳感器的組成：由探頭、延伸電纜、前置器等三部分組成。

（四）3500系列狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

組成及特點：由探頭，前置放大器和狀態(tài)監(jiān)視儀構(gòu)成。其中狀態(tài)監(jiān)視儀與以往的很大的不同，它是采用基于PLC的新型狀態(tài)監(jiān)測儀表。所有的參數(shù)設(shè)置和調(diào)整都通過軟件來組態(tài)，并通過PC機(jī)下裝到框架中?？蚣鼙旧頉]有變量顯示功能，需要通過RS232串口連接到PC上顯示，或者通過RS485口、以太網(wǎng)接口等通訊到DCS中顯示。

（1）3500-15電源模塊是半高模塊，必須裝在左側(cè)專用的插槽內(nèi)，電源可以冗余配置，上側(cè)是備用電源，下側(cè)是主電源。GB801框架采用兩塊半高的24V直流電源模塊。

（2）3500-22M框架接口模塊是3500的主控模塊。它提供了與PC機(jī)的接口，用于完成硬件配置的組態(tài)，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和處理（指從其它監(jiān)視模塊）。并且還有讀取故障信息等功能。

（3）3500-42M模塊都是4通道監(jiān)視模塊，他們都可以檢測徑向振動、軸向位移、偏心和差脹，此外42模塊還可以接受速度、加速度傳感器的檢測信號。

（4）3500-50轉(zhuǎn)速模塊，雙通道輸入模塊。

（5）3500-32繼電器模塊，是4通道的繼電器模塊。輸出至ESD聯(lián)鎖系統(tǒng)。

（6）3500-92通訊模塊，主要用于PC機(jī)和3500以及DCS與3500之間的通訊。

零位設(shè)置：3500安裝時有了很大改進(jìn)，安裝位移探頭時，只要所測電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)即可，固定好探頭后，把所測電壓值在3500組態(tài)軟件中輸入就行。

二、典型故障實例

（一）故障現(xiàn)象

齊魯乙烯GB801有4支軸位移ZI8083A、B、C，ZI8088A同時指示為零，出現(xiàn)故障。如果指示值正確，這就意味著GB801壓縮機(jī)運(yùn)行處于不穩(wěn)定狀態(tài)。設(shè)備處于危險狀態(tài)。給工藝設(shè)備的運(yùn)行造成錯覺，威脅機(jī)組的平穩(wěn)操作。摘掉聯(lián)鎖后對系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其3500-42M監(jiān)視模塊故障，BYPASS紅燈亮，而TX/RX綠燈滅，OK燈滅。

（二）故障原因分析及檢查

故障原因分析：造成4支軸位移ZI8083A、B、C，ZI8088A信號故障的主要原因有：安裝探頭故障；探頭與延伸電纜和延伸電纜與前置放大器之間接頭松動；前置放大器故障；接線松動；狀態(tài)監(jiān)視模塊卡件及安全柵故障。

問題檢查：

（1）現(xiàn)場檢查前置放大器，沒有發(fā)現(xiàn)問題，檢查到室內(nèi)3500監(jiān)視儀時，發(fā)現(xiàn)第一個軸位移監(jiān)視模塊BYPASS紅燈亮，TX/RX綠燈滅（正常應(yīng)該閃爍），燈滅表明監(jiān)測器運(yùn)行不正常。

（2）NET8000系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示正常，并沒有變化，證明監(jiān)視儀之前（探頭、前置放大器）沒有問題。

（3）用3500組態(tài)監(jiān)控軟件連接后3500故障記錄顯示Device Not Communicating，事件代碼為00032。故障信息為32 Device Not Communicating。

因此判斷3500-42M位移監(jiān)視模塊損壞。查閱3500維護(hù)手冊，為設(shè)備通訊故障。對系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，故障并沒有消除，因此判斷卡件損壞。

（三）故障處理

更換3500-42M位移監(jiān)視模塊。更換過程中需要下裝此模塊的組態(tài)數(shù)據(jù)（組態(tài)數(shù)據(jù)可以單模塊下裝，也可以整體下裝），因此為安全起見，除了摘除BSZ8083外，還必須摘除此卡籠所包含相關(guān)的BSZ8088和BSZ8091軸位移聯(lián)鎖?？鼡Q過程必須在保證生產(chǎn)安全的前提下進(jìn)行，要求工藝、儀表人員防范到位、措施得力。

結(jié)語

為保護(hù)大型壓縮機(jī)組安全運(yùn)行，狀態(tài)監(jiān)測必不可少，由于BE 3500監(jiān)測系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)了齊魯乙烯大機(jī)組的可靠性，為裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保證。針對系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，分析原因并在實踐中找出解決辦法和處理措施，保證了機(jī)組設(shè)備的長周期安穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中國石化齊魯分公司烯烴廠）