大型壓縮機(jī)機(jī)組儀表的現(xiàn)場(chǎng)檢修①

詹光福 張 尊 卡勒哈爾·阿不力汗

(中國石油獨(dú)山子石化分公司乙烯廠)

大型壓縮機(jī)機(jī)組儀表的現(xiàn)場(chǎng)檢修①

詹光福 張 尊 卡勒哈爾·阿不力汗

(中國石油獨(dú)山子石化分公司乙烯廠)

大型壓縮機(jī)組儀表檢修是整個(gè)機(jī)組檢修的重要部分，針對(duì)機(jī)組儀表檢修的相關(guān)問題與注意事項(xiàng)，闡述了機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀表的拆除、檢查、校驗(yàn)和回裝過程。

機(jī)組儀表 裂解氣壓縮機(jī) 拆除 回裝

石化企業(yè)需定期對(duì)全廠范圍內(nèi)的裝置設(shè)備進(jìn)行檢修，以保證裝置長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性[1]。裝置核心設(shè)備如乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)等，常作為全廠檢修的時(shí)間軸線，整個(gè)裝置的檢修進(jìn)度都圍繞著這類大型機(jī)組的檢修來安排。而機(jī)組儀表的檢修作為整個(gè)機(jī)組檢修中的重要部分，貫穿檢修的全過程。因此，機(jī)組儀表的檢修進(jìn)度和質(zhì)量直接影響整個(gè)壓縮機(jī)組的檢修進(jìn)度和質(zhì)量，從而決定全廠的檢修進(jìn)度[2,3]。

中國石油獨(dú)山子石化分公司百萬噸乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)，從2009年開工至今已經(jīng)歷過兩次檢修。在此，筆者主要對(duì)這兩次機(jī)組儀表檢修進(jìn)行總結(jié)。

1 機(jī)組儀表基本情況

中國石油獨(dú)山子石化分公司百萬噸乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)機(jī)組儀表主要包括狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀表、速度控制系統(tǒng)儀表、防喘振控制系統(tǒng)儀表及一些輔助系統(tǒng)(油路系統(tǒng)、密封氣系統(tǒng)等)儀表等。在整個(gè)機(jī)組儀表檢修過程中，最重要的作業(yè)就是對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀表的檢修。

該壓縮機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選用本特利3500在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，振動(dòng)、位移、鍵相位探頭采用本特利3300系列8mm渦流傳感器，軸瓦溫度探頭采用Dittmmer Pt100雙支熱電阻，其中振動(dòng)探頭16支、位移探頭8支、鍵相位探頭3支、軸瓦溫度探頭32支，它們共同組成了裂解氣壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表部分。

2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀表的現(xiàn)場(chǎng)拆除作業(yè)

由于振動(dòng)、位移、鍵相位探頭安裝在壓縮機(jī)軸承箱蓋或壓縮機(jī)各缸體間的聯(lián)軸器護(hù)罩上，必須先將這些探頭拆除，鉗工檢修人員才能進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，因此，整個(gè)壓縮機(jī)檢修開始的標(biāo)志性作業(yè)就是儀表探頭的拆除。

2.1 振動(dòng)、位移、鍵相位探頭的拆除

本特利振動(dòng)、位移、鍵相位信號(hào)回路(圖1)包括一個(gè)傳感器探頭、相配套的延伸電纜及前置放大器等。作業(yè)開始前，在前置放大器的COM、OUT端測(cè)量并記錄探頭的間隙電壓值，以備后期回裝時(shí)參考。拆除時(shí)首先打開探頭支架尾部的接線盒，找到探頭尾線與延伸電纜的鍍金轉(zhuǎn)接連接頭，該接頭一般配有絕緣保護(hù)套管，斷開連接頭并用套管保護(hù)好。將延伸電纜與接線盒連接法蘭斷開后，松開探頭支架的固定螺母，將探頭從安裝孔內(nèi)取出。本特利3300系列8mm渦流傳感器探頭頂端有一層黑色聚苯硫醚(PPS)保護(hù)層，該材料具有良好的耐熱性能和耐腐蝕性能，但其質(zhì)地較脆，拆除過程中嚴(yán)禁碰觸其他部件，以防損壞探頭。取出后用保護(hù)套管對(duì)探頭頂端進(jìn)行保護(hù)，并按位號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，防止回裝過程中發(fā)生混裝。

圖1 振動(dòng)、位移、鍵相位信號(hào)回路

2.2 溫度探頭的拆除

由于溫度探頭安裝在軸瓦內(nèi)部，因此必須在機(jī)修人員拆除到軸承部件時(shí)才能進(jìn)行相應(yīng)的拆除作業(yè)。大型壓縮機(jī)組軸瓦溫度探頭一般為兩個(gè)一組，測(cè)量同一個(gè)軸承不同瓦塊的溫度。兩個(gè)探頭尾線綁扎在一起，在尾線外部鎧裝護(hù)套的法蘭處掛有位號(hào)標(biāo)識(shí)牌，但在軸瓦內(nèi)部并沒有明顯的標(biāo)識(shí)，而且軸瓦上有多個(gè)測(cè)溫小孔，具體安裝在哪個(gè)測(cè)溫孔內(nèi)，也沒有明顯標(biāo)識(shí)，因此在拆除時(shí)必須做好標(biāo)識(shí)，對(duì)溫度探頭的安裝部位和尾線走線布局進(jìn)行拍照記錄，防止回裝時(shí)發(fā)生混裝或安裝錯(cuò)位。尾線上的固定螺絲和探頭固定卡扣較小，拆除時(shí)注意放置在專用密封袋內(nèi)，防止遺失。

3 狀態(tài)監(jiān)測(cè)類儀表的檢查、校驗(yàn)

3.1 振動(dòng)、位移、鍵相位儀表的檢查、校驗(yàn)

首先對(duì)振動(dòng)、位移、鍵相位儀表探頭的外觀進(jìn)行檢查，查看探頭頂部的PPS保護(hù)層與探頭尾線和連接電纜有無破損，尾線和延伸電纜的鍍金不銹鋼接頭有無損壞，接頭處本特利專用的特氟隆可收縮套管是否可用等。由于壓縮機(jī)軸承缸內(nèi)潤滑油蒸氣經(jīng)常滲入探頭尾線和延伸電纜的鎧裝套管內(nèi)，甚至滲入到中間接線箱內(nèi)，重新凝聚匯集成油污，腐蝕信號(hào)電纜并導(dǎo)致尾線接頭和中間接線箱端子排接線接觸不良，影響信號(hào)傳輸。因此，必須檢查尾線鎧裝套管和中間接線箱是否有油污，并進(jìn)行清理。檢查前置放大器接線端子是否完好，安裝軌道是否牢固。

按照本特利產(chǎn)品的校驗(yàn)說明對(duì)振動(dòng)、位移、鍵相位探頭進(jìn)行校驗(yàn)，通常使用PK-3校驗(yàn)儀進(jìn)行探頭的靜態(tài)校驗(yàn)，如有需要也可對(duì)探頭進(jìn)行動(dòng)態(tài)校驗(yàn)。

3.2 溫度探頭的檢查、校驗(yàn)

首先，檢查溫度探頭外觀有無損傷，探頭尾線有無擠壓破損，鎧裝層是否完好等；檢查溫度探頭尾線鎧裝套管和中間接線箱是否有油污，并進(jìn)行清理。然后，在中間接線箱端子排處斷開尾線與主電纜的連接，將整個(gè)溫度探頭從現(xiàn)場(chǎng)取回并進(jìn)行校驗(yàn)。如果現(xiàn)場(chǎng)條件不允許(尾線穿線管走線復(fù)雜、不易拆除等)，則在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)溫度探頭進(jìn)行簡(jiǎn)易檢測(cè)：用萬用表測(cè)量其線間電阻，檢查線間電阻是否正常，對(duì)地絕緣、線間絕緣是否符合要求，并對(duì)照熱電阻分度表核對(duì)溫度是否準(zhǔn)確。對(duì)檢測(cè)不合格的溫度探頭進(jìn)行更換。

4 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)儀表的回裝作業(yè)

4.1 軸瓦溫度探頭的回裝

當(dāng)完成壓縮機(jī)檢修開始回裝軸承系統(tǒng)時(shí)，軸瓦溫度探頭回裝要同步進(jìn)行。軸瓦溫度探頭按照其測(cè)量部位不同分為止推瓦溫度(安裝在止推軸承上的溫度探頭)和徑向瓦溫度(安裝在徑向軸承上的溫度探頭)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子非驅(qū)動(dòng)端軸端設(shè)計(jì)有平衡盤，平衡盤兩側(cè)各有一組止推軸承，每組止推軸承有上、下兩個(gè)半瓦，用于抵消壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的軸向力；同時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子兩端各設(shè)計(jì)有一組徑向軸承，每組徑向軸承也分上、下兩個(gè)半瓦，用于固定轉(zhuǎn)子和承受轉(zhuǎn)子的徑向力。

由于徑向軸承靠近轉(zhuǎn)子內(nèi)部，應(yīng)首先安裝，因此徑向瓦溫度應(yīng)先于止推瓦溫度安裝。機(jī)組運(yùn)行期間，徑向軸承的下半瓦要承載壓縮機(jī)軸系的絕大部分載荷，相應(yīng)的下半瓦溫度要高于上半瓦，因此一般徑向軸承只檢測(cè)下半瓦的溫度，兩個(gè)溫度探頭都安裝在下半瓦的測(cè)溫孔內(nèi)，如圖2所示。徑向瓦溫度回裝過程比較簡(jiǎn)單，只需按照拆除時(shí)的記錄將探頭安裝在對(duì)應(yīng)的測(cè)溫小孔內(nèi)即可。需要注意的是，徑向軸瓦的測(cè)溫孔深度較止推瓦深，安裝時(shí)將溫度探頭插入測(cè)溫孔內(nèi)直到插不動(dòng)為止，否則安裝不到位會(huì)影響實(shí)際溫度測(cè)量。測(cè)溫孔口用塑料卡扣卡緊，防止探頭松動(dòng)脫落。

圖2 軸瓦徑向瓦溫度探頭安裝示意圖

由于機(jī)組運(yùn)行期間止推軸承的上、下兩個(gè)半瓦都要承擔(dān)壓縮機(jī)軸系的軸向力，因此止推軸承需對(duì)兩個(gè)半瓦都進(jìn)行溫度檢測(cè)，兩個(gè)溫度探頭分別安裝在兩個(gè)半瓦上，如圖3所示。止推瓦的上半瓦帶防轉(zhuǎn)銷，下半瓦不帶防轉(zhuǎn)銷?；匮b溫度探頭時(shí)，一般先安裝上半瓦溫度探頭，將探頭插到測(cè)溫小孔底部，緊固螺絲固定尾線，之后與機(jī)修人員配合按照逆時(shí)針方向先將上半瓦旋入軸承室內(nèi)，再回裝下半瓦溫度探頭，完成后將下半瓦扣在上半瓦上，注意搭接塊不要錯(cuò)位；然后按照順時(shí)針方向?qū)⑸习胪咝鲚S承室，同時(shí)下半瓦旋入軸承室，旋入過程中需注意溫度探頭尾線走線不要擠壓在軸承與軸承座間的縫隙內(nèi)。探頭尾線由固定螺絲緊固在瓦塊外支架上，走線的原則是避免尾線與瓦塊接觸。由于機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)期間止推軸承的止推瓦瓦塊是活動(dòng)的，如果溫度探頭尾線與之接觸，存在長(zhǎng)期磨損的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)需注意，兩緊固螺絲間的尾線也不能過緊。

圖3 軸瓦止推瓦溫度探頭安裝示意圖

全部溫度探頭回裝完成后，必須對(duì)尾線的走線進(jìn)行處理，避開轉(zhuǎn)動(dòng)軸和油路沖刷口，并注意在鉗工回裝上軸承座時(shí)不要擠壓探頭尾線。在檢修中曾出現(xiàn)過回裝上軸承座時(shí)將溫度尾線擠破的情況，最后不得不全部更換掉，造成檢修返工的情況。最后，機(jī)修人員回裝完軸承座后，必須再次確認(rèn)熱電阻是否完好，或在DCS上核對(duì)其溫度示值，以確保回裝過程中探頭和尾線完好無損。

4.2 振動(dòng)、位移、鍵相位探頭的回裝

振動(dòng)、位移、鍵相位探頭由于測(cè)量對(duì)象不同，安裝方式也不盡相同。振動(dòng)探頭測(cè)量壓縮機(jī)軸系的徑向跳動(dòng)，一般安裝在軸承座的上蓋上，每個(gè)測(cè)振點(diǎn)安裝兩個(gè)振動(dòng)探頭，并設(shè)計(jì)為同一平面上相隔90±5°。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個(gè)探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45°，定義為X探頭和Y探頭。一般從驅(qū)動(dòng)端看，X探頭應(yīng)在垂直中心線的右側(cè)，Y探頭在左側(cè)。位移探頭測(cè)量壓縮機(jī)軸系的軸向竄量，一般安裝在壓縮機(jī)段間的聯(lián)軸器護(hù)罩上或壓縮機(jī)缸體軸端蓋板上，分A、B左右對(duì)稱方式安裝。鍵相位探頭測(cè)量軸的轉(zhuǎn)速，用于與振動(dòng)比較來確定振動(dòng)的相位角。中國石油獨(dú)山子石化分公司裂解氣壓縮機(jī)的鍵相位探頭安裝在壓縮機(jī)段間聯(lián)軸器護(hù)罩和壓縮機(jī)缸體軸端蓋板上。

用于測(cè)量振動(dòng)的電渦流傳感器對(duì)被測(cè)體表面光潔度要求較高，一般粗糙度要求在0.4～0.8μm之間。振動(dòng)探頭監(jiān)測(cè)表面光潔度的損傷會(huì)影響探頭監(jiān)測(cè)值，因此在機(jī)修人員檢修過程中應(yīng)注意對(duì)該表面的保護(hù)，同時(shí)回裝振動(dòng)探頭前應(yīng)對(duì)監(jiān)測(cè)面進(jìn)行檢查，確保光潔無劃痕?；匮b振動(dòng)探頭時(shí)有兩種方法，如圖4所示，分別是塞尺測(cè)量間隙法和萬用表測(cè)量間隙電壓法(間隙電壓調(diào)整在線性范圍中心，通常為-9V)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定采用何種方法[4,5]。

位移探頭的回裝和振動(dòng)探頭類似，但需要注意的是，位移探頭回裝時(shí)應(yīng)根據(jù)本特利系統(tǒng)內(nèi)部組態(tài)的零點(diǎn)電壓來調(diào)整探頭，或者根據(jù)二次表的示值來調(diào)整探頭，一般盡量將示值調(diào)整在零位附近。如果壓縮機(jī)具有多個(gè)缸體，一般從遠(yuǎn)離原動(dòng)機(jī)的最后一個(gè)缸體開始回裝，回裝作業(yè)應(yīng)和機(jī)修人員作業(yè)交叉進(jìn)行：機(jī)修人員首先將壓縮機(jī)軸系推至零位，然后回裝位移探頭[5]，調(diào)整探頭與測(cè)量表面距離直到二次表顯示在零值附近或前置放大器檢測(cè)的間隙電壓顯示在零點(diǎn)電壓附近(考慮到回路壓降，推薦參考二次表的示值)?；匮b第2個(gè)缸體位移探頭時(shí)按同樣的步驟進(jìn)行，但如果位移探頭是安裝在聯(lián)軸器護(hù)罩上的，則要注意回裝聯(lián)軸器時(shí)的零位變化。中國石油獨(dú)山子石化分公司裂解氣壓縮機(jī)的低壓缸和中壓缸的位移探頭就是安裝在聯(lián)軸器護(hù)罩上的，這種情況下必須先回裝聯(lián)軸器，才能回裝位移探頭。由于聯(lián)軸器的拉伸作用，壓縮機(jī)軸系此時(shí)已不在零位，此時(shí)回裝位移探頭時(shí)就不能直接調(diào)整到零值了，而是加上或減去軸系的軸向竄量。軸向竄量由機(jī)修人員測(cè)得，具體是加或是減則根據(jù)本特利系統(tǒng)內(nèi)部該位移探頭的組態(tài)情況(遠(yuǎn)離型或者朝向型)來確定，從而確保探頭實(shí)際安裝位置在軸零位附近。

圖4 電渦流振動(dòng)探頭回裝示意圖

鍵相位探頭回裝時(shí)需要將間隙電壓調(diào)整在探頭的線性范圍中心?；匮b時(shí)先從安裝孔查看檢測(cè)面，確保探頭沒有剛好指向軸面凸臺(tái)或凹槽位置，如果剛好在此位置，則必須轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行調(diào)整。

電渦流探頭回裝完成后，注意檢查探頭尾線與連接電纜間的鍍金不銹鋼接頭的連接情況。為保證接觸良好，在連接接頭前應(yīng)對(duì)它進(jìn)行清洗，清洗劑可選用無水酒清、洗油、四氯化碳及儀表清洗劑等，其中洗油和四氯化碳有毒，若選用這兩種洗劑必須做好安全防護(hù)措施。探頭尾線鍍金接頭與信號(hào)“地”相通，連接時(shí)必須進(jìn)行絕緣處理，防止接頭與接線盒殼體接觸而引入信號(hào)干擾。采用本特利專用的特氟隆可收縮套管進(jìn)行絕緣保護(hù)，杜絕采用粘性電工膠，因?yàn)橛挽F會(huì)溶解膠帶上的粘性物質(zhì)，使接頭變臟，影響其連接。

5 結(jié)束語

大型裂解氣壓縮機(jī)機(jī)組儀表的特殊性，決定了其檢修工作與其他普通儀表的不同。必須保證機(jī)組儀表檢修質(zhì)量的可靠性，嚴(yán)禁出現(xiàn)檢修質(zhì)量事故，否則，輕者會(huì)造成檢修返工，延誤壓縮機(jī)整體檢修進(jìn)度，重者會(huì)影響壓縮機(jī)的后期性能監(jiān)測(cè)與運(yùn)行，甚至造成機(jī)組停車或設(shè)備損壞。因此，在對(duì)機(jī)組儀表進(jìn)行檢修時(shí)，一定要確保檢修質(zhì)量，同時(shí)編制合理的檢修方案，保證檢修順利圓滿完成。

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詹光福(1984-)，工程師，從事石油化工儀表的維護(hù)工作。

聯(lián)系人張尊(1980-)，工程師，從事石油化工儀表的維護(hù)工作，zhangzun@petrochina.com.cn。

TH707

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1000-3932(2017)06-0605-04

2016-11-22，

2016-12-27)