石油化工裝置往復(fù)式壓縮機(jī)故障停機(jī)原因排查與分析

朱正東

摘 要：以某廠某加氫裝置往復(fù)式新氫壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)后對(duì)停機(jī)原因進(jìn)行排查分析為例，對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)故障停機(jī)的原因排查方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī);故障停機(jī);原因排查

一.行業(yè)現(xiàn)狀

往復(fù)式壓縮機(jī)具有性能穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)性能高，排量范圍廣，升壓高[1]等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)中。近年來(lái)國(guó)內(nèi)煉油和化工規(guī)模迅速擴(kuò)大，大型往復(fù)式壓縮機(jī)現(xiàn)存規(guī)模也不斷擴(kuò)大，但因?yàn)橥鶑?fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上各種輔助系統(tǒng)越來(lái)越多，設(shè)置的相關(guān)聯(lián)鎖也逐步增多，在方便操作控制的同時(shí)也為故障聯(lián)鎖停機(jī)的原因排查帶來(lái)了新的困難。而如果不能準(zhǔn)確找到原因，則可能使得其連續(xù)出現(xiàn)故障，進(jìn)而嚴(yán)重阻礙石油化工企業(yè)的高可持續(xù)生產(chǎn)，降低生產(chǎn)效率。因此企業(yè)設(shè)備管理人員和維修技術(shù)人員就需要具備科學(xué)合理的故障診斷和分析能力，進(jìn)而快速找到故障原因，迅速排除故障，保證裝置生產(chǎn)的安全高效運(yùn)行。

二.案例分析

1.事件經(jīng)過(guò)

某日4時(shí)31分，某廠某加氫裝置新氫壓縮機(jī)K101C聯(lián)鎖停機(jī)，MCS顯示VT1804A機(jī)身振動(dòng)聯(lián)鎖。當(dāng)班班組緊急啟動(dòng)備用壓縮機(jī)K101A，至4時(shí)40分，K101A機(jī)正常啟動(dòng)，裝置有序恢復(fù)了正常生產(chǎn)。

2.原因排查

停機(jī)事件發(fā)生后，屬地單位聯(lián)合動(dòng)、電、儀專業(yè)維保對(duì)K101C停機(jī)的原因進(jìn)行了排查：

電氣方面：MCS顯示為機(jī)身振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)，檢查停機(jī)綜保信息顯示外部聯(lián)鎖信號(hào)停機(jī)，排除電氣方面原因。

動(dòng)設(shè)備方面：因MCS顯示為機(jī)身振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)，因此對(duì)K101C機(jī)組進(jìn)行了盤車并對(duì)活塞桿跳動(dòng)值進(jìn)行了測(cè)量（見表1），經(jīng)過(guò)測(cè)量，各級(jí)活塞桿跳動(dòng)均處于正常范圍內(nèi)，并且檢查十字頭法蘭及螺栓均沒有松動(dòng)，排除因機(jī)械故障導(dǎo)致的停機(jī)。

儀表方面：從MCS系統(tǒng)SOE上可以看到在4時(shí)31分51秒的時(shí)候機(jī)身振動(dòng)信號(hào)VT1804A第一次出現(xiàn)高高聯(lián)鎖信號(hào)，由于該信號(hào)有2秒延時(shí)，在4時(shí)31分53秒的時(shí)候機(jī)身振動(dòng)信號(hào)VT1804A依然存在高高聯(lián)鎖信號(hào)，從而觸發(fā)聯(lián)鎖停機(jī)。

聯(lián)鎖停機(jī)后，儀表人員進(jìn)行了針對(duì)性的檢查：1）檢查現(xiàn)場(chǎng)機(jī)身振動(dòng)探頭，沒有發(fā)現(xiàn)探頭有故障現(xiàn)象。2）檢查機(jī)身振動(dòng)探頭至機(jī)柜間的回路接線，沒有發(fā)現(xiàn)接線松動(dòng)現(xiàn)象。3）檢查機(jī)身振動(dòng)探頭VT1804A的歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在趨勢(shì)圖上該探頭的趨勢(shì)到停機(jī)的時(shí)刻一直平穩(wěn)，沒有達(dá)到聯(lián)鎖值。

4）在現(xiàn)場(chǎng)輕輕敲擊機(jī)身振動(dòng)探頭，從趨勢(shì)圖上觀察到有明顯的跳動(dòng)現(xiàn)象，說(shuō)明探頭及回路正常。

5）分析該機(jī)身振動(dòng)探頭的信號(hào)流程如下（圖 1）：

機(jī)身振動(dòng)探頭接入3500軸系儀表系統(tǒng)之后，在3500系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行判斷，如果機(jī)身振動(dòng)值達(dá)到聯(lián)鎖值，由3500系統(tǒng)的繼電器卡發(fā)出一路DO觸點(diǎn)信號(hào)進(jìn)入MCS系統(tǒng)，MCS系統(tǒng)DI卡接收該信號(hào)后進(jìn)行邏輯運(yùn)算并發(fā)出聯(lián)鎖停機(jī)信號(hào);另外3500系統(tǒng)與MCS系統(tǒng)之間有數(shù)字通訊連接，把機(jī)身振動(dòng)等軸系信號(hào)的數(shù)值傳送到MCS系統(tǒng)進(jìn)行顯示和趨勢(shì)記錄。查看停機(jī)時(shí)MCS的歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)探頭的值一直沒有達(dá)到聯(lián)鎖值，但用于聯(lián)鎖停機(jī)的DO觸點(diǎn)信號(hào)已經(jīng)觸發(fā)，從探頭的敲擊試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，3500系統(tǒng)的繼電器卡發(fā)出的DO觸點(diǎn)信號(hào)正常，沒有故障。6）檢查MCS系統(tǒng)的DI卡，發(fā)現(xiàn)用于接收機(jī)身振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)的卡件有故障燈亮報(bào)警。DCS班檢查發(fā)現(xiàn)4時(shí)31分51秒時(shí)，MCS系統(tǒng)接到機(jī)身振動(dòng)信號(hào)VT1804A_TRIP變?yōu)?，造成壓縮機(jī)K101C聯(lián)鎖動(dòng)作，導(dǎo)致壓縮機(jī)停機(jī)。隨后0.07秒，該信號(hào)變?yōu)?。從4時(shí)31分至5時(shí)04分，該聯(lián)鎖信號(hào)重復(fù)出現(xiàn)13次。初步懷疑為該通道硬件故障或接線端子松動(dòng)。調(diào)取控制系統(tǒng)硬件報(bào)警信息顯示在4時(shí)31分58秒和4時(shí)32分27秒時(shí)，該機(jī)身振動(dòng)信號(hào)所在卡件第27及28通道有故障報(bào)警。經(jīng)檢查機(jī)身振動(dòng)信號(hào)使用該卡件第28通道。因聯(lián)鎖停機(jī)時(shí)間與卡件報(bào)警時(shí)間相差7秒，且在該卡件報(bào)警值前系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)其他信號(hào)及硬件報(bào)警?？?bào)警后，該通道信號(hào)反復(fù)波動(dòng)13次。判斷為卡件故障導(dǎo)致本次機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)。

三.故障排查方法

石化等連續(xù)生產(chǎn)行業(yè)，往復(fù)式壓縮機(jī)是關(guān)鍵機(jī)組，在故障停機(jī)后要及時(shí)找出停機(jī)原因并且及時(shí)修復(fù)解決，否則當(dāng)在運(yùn)機(jī)再出故障時(shí)將無(wú)備機(jī)可用，直接造成裝置無(wú)法正常運(yùn)行甚至停工。因此當(dāng)發(fā)生類似故障時(shí)，我們一定要有系統(tǒng)的分析方法，以最快的速度找到停機(jī)的真正原因。

第一時(shí)間查看停機(jī)原因和相關(guān)報(bào)警，找到聯(lián)鎖的觸發(fā)點(diǎn)。根據(jù)上下游和系統(tǒng)其他參數(shù)判斷：是機(jī)組非正常運(yùn)行導(dǎo)致聯(lián)鎖停機(jī)、是儀表故障、還是其他原因。

1.通過(guò)系統(tǒng)其他相關(guān)參數(shù)判斷是機(jī)組非正常運(yùn)行而正常觸發(fā)聯(lián)鎖，則根據(jù)聯(lián)鎖原因組織檢修或者投入備用。

2.若判斷為儀表故障，則檢查和處理該儀表。（1）.若該表恢復(fù)正常，則是舊表故障。（2）.若仍不正常，則檢查現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)柜間等各處接頭是否存在松動(dòng)、進(jìn)水、斷線等情況。

3.若根據(jù)上下游和系統(tǒng)其他參數(shù)不能判斷觸發(fā)聯(lián)鎖的儀表是否準(zhǔn)確，則查看歷史趨勢(shì)。（1）.若儀表趨勢(shì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)且到達(dá)聯(lián)鎖值，則采取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的辦法檢查儀表是否指示真值。1）.若試驗(yàn)時(shí)儀表正常指示，則確定機(jī)組確實(shí)存在相應(yīng)故障，及時(shí)組織檢查或檢修。2）.若試驗(yàn)時(shí)指示不準(zhǔn)，則儀表故障，則檢查和處理該儀表。若該表恢復(fù)正常，則是舊表故障;若仍不正常，則檢查各處接頭是否松動(dòng)或者斷線，接線盒是否進(jìn)水等情況。（2）.若記錄趨勢(shì)正常無(wú)波動(dòng)，則現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，看該表是否正常。若試驗(yàn)有趨勢(shì)且正常，則可能是MCS系統(tǒng)或者相關(guān)卡件硬件故障，則組織相應(yīng)檢查。

四.結(jié)語(yǔ)

面對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，我們要有系統(tǒng)的分析能力，要綜合各方面考慮，及時(shí)找到停機(jī)原因，排除故障，提高問(wèn)題處理的時(shí)效性，努力將對(duì)生產(chǎn)的影響降到最低。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建宇.往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)探析[J]中國(guó)設(shè)備工程，（2021）02（上）：183-184