活塞桿位移探頭數(shù)據(jù)異常原因分析及處理

劉永東 劉永華 王冠華 李 峰 李太平

中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266300

1 引言

位移、 溫度等探頭是石油化工工藝流程中大型壓縮機(jī)組的重要組成部分， 廣泛應(yīng)用于各類(lèi)機(jī)組運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 由于探頭的形式、種類(lèi)繁多，對(duì)安裝及調(diào)試提出了更高的要求。 同時(shí)機(jī)組探頭安裝及調(diào)試過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)諸多不可預(yù)見(jiàn)的難題和故障。 活塞桿位移探頭位于往復(fù)式壓縮機(jī)組氣缸的中間接筒填料函外側(cè)（圖1），它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)組活塞桿運(yùn)行狀態(tài)下的上下浮動(dòng)量，如果數(shù)據(jù)過(guò)大，則表示活塞體部分的支撐環(huán)和活塞環(huán)磨損嚴(yán)重， 這也是保障壓縮機(jī)組正常運(yùn)行的極為重要的監(jiān)測(cè)手段。

圖1 機(jī)組外觀(guān)圖

2 過(guò)程簡(jiǎn)介

某石化廠(chǎng)往復(fù)式壓縮機(jī)組（4M 型）試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：1、3 級(jí)氣缸活塞桿位移探頭控制室顯示數(shù)據(jù)為200～300μm；2、4 級(jí)氣缸活塞桿位移探頭控制室顯示數(shù)據(jù)最大為750μm，并且機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中位移探頭數(shù)據(jù)波動(dòng)較大（表1）。根據(jù)此次試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，將原因分析及處理方法進(jìn)行分析總結(jié)。

表1 控制室的量程

3 原因分析及處理

3.1 原因一：活塞桿跳動(dòng)值超差

處理方法：機(jī)組停機(jī)后按隨機(jī)資料要求，架設(shè)百分表盤(pán)車(chē)復(fù)查活塞桿垂直方向與水平方向的跳動(dòng)值是否符合設(shè)計(jì)圖紙、隨機(jī)資料的要求。

檢查結(jié)果：活塞桿跳動(dòng)值測(cè)量數(shù)值符合設(shè)計(jì)圖紙、隨機(jī)資料的要求。

3.2 原因二：儀表線(xiàn)路、設(shè)備出現(xiàn)故障

（1） 檢查探頭延長(zhǎng)線(xiàn)外觀(guān)、規(guī)格、型號(hào)是否與前置放大器銘牌相匹配。 處理方法：更換探頭延長(zhǎng)線(xiàn)。

（2） 檢查從現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備至控制機(jī)柜的線(xiàn)路所有接線(xiàn)處的緊固情況。 處理方法：從新制作電纜頭、緊固接線(xiàn)端子。

（3） 檢查探頭鎖緊螺帽是否松動(dòng)；延伸電纜中間接頭是否松動(dòng)或接觸不良； 前置器連接頭是否滑扣或松動(dòng)。 處理方法：探頭安裝時(shí)用合適的工具上緊螺帽，用手?jǐn)Q緊后，再用尖嘴鉗緊固1/8 圈即可。

（4） 檢查前置器或3500 卡件處接線(xiàn)端子是否松動(dòng)或接觸不良；探頭延伸電纜是否破皮；線(xiàn)路屏蔽線(xiàn)是否接地；電纜屏蔽層剝離是否過(guò)長(zhǎng)等現(xiàn)象。處理方法：重新制作電纜頭；線(xiàn)路屏蔽線(xiàn)接地則需確認(rèn)接地位置，判斷是否需更換電纜或者對(duì)電纜頭處屏蔽層進(jìn)行絕緣處理。

（5） 檢查卡件附件是否有電磁干擾；查看現(xiàn)場(chǎng)不正?？恢孟嘟膬x表回路系統(tǒng)的歷史曲線(xiàn)，是否也存在顯示波動(dòng)現(xiàn)象。 處理方法：如果同樣存在，應(yīng)檢查電纜敷設(shè)路徑或者周?chē)欠裼薪涣麟娫措娎|，并對(duì)交流電源電纜進(jìn)行隔離。

3.3 原因三：儀表回路故障

將活塞桿下沉探頭延長(zhǎng)線(xiàn)在接線(xiàn)箱處拆開(kāi)， 在前置放大器前段利用過(guò)程校驗(yàn)儀（一般為福祿克745）送模擬信號(hào)，檢查儀表回路是否正常。 如果儀表回路不正常，則逐級(jí)檢查接線(xiàn)箱電纜接線(xiàn)、接線(xiàn)箱至控制機(jī)柜電纜、控制柜卡件、控制器及控制系統(tǒng)組態(tài)。

處理方法：更換卡件、調(diào)整組態(tài)。

注意事項(xiàng)：儀表回路檢查過(guò)程中，在確保壓縮機(jī)組停機(jī)且不影響其他機(jī)組工作的條件下， 可以簡(jiǎn)單的在接線(xiàn)箱內(nèi)調(diào)換至顯示正常的活塞桿下沉探頭接線(xiàn)位置，在控制柜內(nèi)調(diào)換卡件接線(xiàn)通道，進(jìn)行判斷。

3.4 原因確定及處理方法

通過(guò)逐步從機(jī)械安裝、儀表一次設(shè)備、儀表線(xiàn)路、控制機(jī)柜卡件及組態(tài)等各個(gè)施工步驟的仔細(xì)排查，反復(fù)調(diào)整測(cè)試探頭的零點(diǎn)位置，均確認(rèn)無(wú)問(wèn)題。 最終斷定機(jī)組試運(yùn)過(guò)程中造成探頭出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的原因?yàn)橐韵聝蓚€(gè)：

（1） 探頭固定方式引起。 在壓縮機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中因活塞桿運(yùn)行升溫、振動(dòng)，造成探頭固定件變形，導(dǎo)致探頭顯示不正常。 該探頭附帶固定支架為∠40×40×3mm ，材質(zhì)為304 的角鋼，與機(jī)體采用M8×1.5mm單螺柱固定，與探頭過(guò)程連接為M10×1.5mm，探頭安裝孔中心距離機(jī)體25mm（圖2）。

（2） 壓縮機(jī)組MCS 系統(tǒng)上位機(jī)畫(huà)面組態(tài)參數(shù)位移單位精度過(guò)低， 在探頭檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)下位機(jī)送至上位機(jī)過(guò)程中，因組態(tài)單位精度過(guò)低，造成上位機(jī)數(shù)據(jù)偏差過(guò)大報(bào)警。

經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析探頭位移曲線(xiàn)、 試運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)支架溫度， 最終確定主要原因?yàn)樘筋^固定支架選材不合理。但是壓縮機(jī)組MCS 系統(tǒng)上位機(jī)畫(huà)面組態(tài)參數(shù)位移單位精度過(guò)低， 也造成了測(cè)量數(shù)據(jù)在報(bào)警值附近時(shí)產(chǎn)生誤報(bào)的現(xiàn)象。

最終將壓縮機(jī)組活塞桿位移探頭固定支架更換為∠50×50×6mm ，材質(zhì)為304 的角鋼，探頭安裝孔中心距機(jī)體15mm，并將MCS 系統(tǒng)上位機(jī)組態(tài)單位mm修改至μm 后，將探頭安裝、回路測(cè)試合格，再次進(jìn)行機(jī)組試運(yùn)，現(xiàn)場(chǎng)檢查及探頭顯示均正常。

圖2 壓縮機(jī)組活塞桿位移探頭安裝圖

4 結(jié)束語(yǔ)

壓縮機(jī)組在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)機(jī)械、 儀表等專(zhuān)業(yè)不可預(yù)見(jiàn)的種種問(wèn)題， 只有通過(guò)縝密的分析和及時(shí)的處理，將出現(xiàn)的問(wèn)題徹底的解決，才能確保壓縮機(jī)組安全、平穩(wěn)的運(yùn)行。

通過(guò)闡述壓縮機(jī)組活塞桿位移探頭出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)的分析及處理過(guò)程，明確了壓縮機(jī)組探頭安裝、試運(yùn)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，對(duì)壓縮機(jī)組探頭安裝、調(diào)試方法的完善及優(yōu)化施工質(zhì)量具有一定借鑒意義。