關(guān)于潤(rùn)滑油液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全缺陷的思考

楊麗茹，趙兵，先鎮(zhèn)龍，劉清

（1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司輸氣管理處，四川 成都 610213；2.川慶鉆探工程有限公司川西鉆探，四川 成都 610057；3.中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力有限公司成都?jí)嚎s機(jī)分公司，四川 成都 610100）

離心式壓縮機(jī)組廣泛用于天然氣壓氣站，其功能是將低中壓(4～6MPa)天然氣增壓后輸送至國(guó)家天然氣大管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)天然氣全國(guó)調(diào)配。異步電機(jī)為壓縮機(jī)組提供電驅(qū)動(dòng)力，離心式壓縮機(jī)和電機(jī)均為高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，潤(rùn)滑油站為其提供循環(huán)油使其降溫和潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油站由油箱、油泵、油冷卻器、濾油器、壓力調(diào)節(jié)閥、各種檢測(cè)儀表以及油管路和閥門組成,油站潤(rùn)滑油對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)起到冷卻、潤(rùn)滑、減磨、防銹、防蝕等作用,是天然氣壓縮機(jī)的“血液”。

JJ壓氣站潤(rùn)滑油站油箱容積為16.48m3,初始裝潤(rùn)滑油13.6m3,油箱運(yùn)行最低油位710mm,反映到電浮筒液位變送器運(yùn)行參數(shù)為53%,油箱液位值作為油泵啟動(dòng)及壓縮機(jī)啟動(dòng)的必要條件。潤(rùn)滑油液監(jiān)視系統(tǒng)需準(zhǔn)確可靠才能保證油站安全穩(wěn)定地運(yùn)行。油箱液位有最低液位、運(yùn)行最高液位要求，油位過低或過高，都將影響壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部位的潤(rùn)滑效果。

1 缺陷現(xiàn)象

JJ壓氣站投運(yùn)以來，每日增壓氣量近1000萬m3。在運(yùn)行過程中，1號(hào)、2號(hào)壓縮機(jī)油站多次出現(xiàn)液位變送器運(yùn)行參數(shù)低于53%導(dǎo)致油泵不能啟動(dòng)故障；3號(hào)壓縮機(jī)油站則是在壓縮機(jī)啟動(dòng)油箱出油后，液位變送器液位不變反饋中控室為死數(shù)據(jù)的故障，造成運(yùn)行過程中停機(jī)。

2 缺陷分析

2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

壓縮機(jī)組后臺(tái)顯示的液位值與實(shí)際液位值不一致時(shí)，存在以下風(fēng)險(xiǎn)：（1）存在實(shí)際液位滿足壓縮機(jī)啟機(jī)和運(yùn)行需要，而液位檢測(cè)系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)與實(shí)際液位不一致時(shí)，造成壓縮機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)走時(shí)序因液位數(shù)據(jù)過高或過低不滿足啟機(jī)條件，造成無法啟動(dòng)，或者在運(yùn)行過程中因液位錯(cuò)誤造成錯(cuò)誤報(bào)警連鎖停機(jī)，造成停產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失；（2）若實(shí)際值不滿足壓縮機(jī)組運(yùn)行需要，而液位檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示值出現(xiàn)假數(shù)據(jù)，未能顯示液位異常情況，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分需要的潤(rùn)滑油量得不到保證，油膜建立不良潤(rùn)滑效果欠佳，從而轉(zhuǎn)動(dòng)部位發(fā)熱磨損，造成軸承等旋轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)部機(jī)械部分受損壞等損壞，溫度過高造成故障停機(jī)，單套設(shè)備維修費(fèi)將達(dá)到50～1000萬元。

因此，潤(rùn)滑油液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確性十分重要，不允許存在檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的缺陷。存在本質(zhì)技術(shù)安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 缺陷分析方向

首先剖析潤(rùn)滑油站結(jié)構(gòu)和原理。潤(rùn)滑油站油箱液位監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理為：下部開口的浮筒套管插入油箱，套管焊接固定在油箱頂部，浮筒位置隨套管內(nèi)潤(rùn)滑油液位的變化而變化，浮筒位置變化導(dǎo)致杠桿上下位移，位移幅度信號(hào)通過扭力管傳遞給液位變送器的傳感器，轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號(hào)傳送至中控室控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)液位數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和報(bào)警。

圖1 壓縮機(jī)油站油箱液位計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖(原有)

液位變送器收到的信號(hào)直接來源于浮筒位置，因此，浮筒位置是否隨著變動(dòng)為分析的主要方向。

2.3 缺陷分析過程

對(duì)故障進(jìn)行深入剖析反復(fù)研究,通過安裝液位尺，并把后臺(tái)采集的數(shù)值與液位尺數(shù)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)顯示值與實(shí)測(cè)的液位值存在差異，根據(jù)潤(rùn)滑油站結(jié)構(gòu)和液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理分析，查找確定油箱浮筒液位變送器外筒體在結(jié)構(gòu)上存在缺陷,即該套筒密閉且與油箱箱體焊接,其上部空氣與油箱上部空氣未連通,導(dǎo)致液位變送器外筒體與油箱內(nèi)氣壓不平衡,存在氣壓差,浮筒液位異常，使液位變送器測(cè)量值傳送至控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，引起壓縮機(jī)組無法啟機(jī)、跳車或設(shè)備損壞：一種情況是當(dāng)浮筒套管頂部法蘭盤密封不嚴(yán)或堵頭漏氣，存在空氣進(jìn)出通道，浮筒套管上部承受氣壓接近大氣壓，大于密封的油箱上部空氣的負(fù)壓值,浮筒套管內(nèi)液位降低，低于油箱液位（啟機(jī)瞬間可能驟降到報(bào)警低位值以下，從而導(dǎo)致油泵受到邏輯聯(lián)鎖不可啟動(dòng)，無法啟動(dòng)壓縮機(jī)）；另一種情況是當(dāng)浮筒頂部密封良好，上部形成氣囊壓力恒定，經(jīng)過一段時(shí)間平衡后管內(nèi)液位傾向于恒定值，不隨外部油箱液位變化而變化，液位變送器測(cè)量值不準(zhǔn)確導(dǎo)致控制系統(tǒng)無法監(jiān)測(cè)液位（液位異常時(shí)無法報(bào)警），存在較大安全隱患，若液位過低，則實(shí)際油量不夠難以滿足機(jī)組潤(rùn)化降溫需要，導(dǎo)致溫度超高停機(jī)，損壞壓縮機(jī)、電機(jī)、油泵等設(shè)備。

2.4 結(jié)論及整改思路

綜合分析，結(jié)論為該種潤(rùn)滑油系統(tǒng)的潤(rùn)滑油的液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的浮筒液位變送器外筒體在結(jié)構(gòu)上存在“上部空氣與油箱內(nèi)上部空氣壓力不平衡”缺陷，易造成液位檢測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際液位值不一致，從而導(dǎo)致潤(rùn)滑油站系統(tǒng)工作不正常，引發(fā)壓縮機(jī)組啟機(jī)時(shí)發(fā)生條件錯(cuò)誤或壓縮機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生誤停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

本著提質(zhì)增效的基本理念,在不改變油站原有本體結(jié)構(gòu)和不停機(jī)的前提下進(jìn)行連通法改造，建立一種可防誤動(dòng)作液位監(jiān)控系統(tǒng)。即將液位變送器浮筒套管頂部空間通過不銹鋼波紋管與靠近浮筒套管的油站蓄能器回油口觀察窗頂部相連，使浮筒套管上部空氣與油箱內(nèi)上部空氣通過此管路連通，使兩者氣壓始終處于平衡狀態(tài)，從而使液位變送器浮筒液位與油箱液位始終保持一致。按此方法，改造一臺(tái)液位變送器僅需半個(gè)小時(shí)，3臺(tái)需2h，耗材不多，投入少，改造后液位監(jiān)視系統(tǒng)如圖2。

圖2 壓縮機(jī)油站油箱液位計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖(改造后)

3 結(jié)語

通過對(duì)離心式壓縮機(jī)組配套潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑油站液位檢測(cè)系統(tǒng)液位缺陷的分析，尋找出液位檢測(cè)系統(tǒng)中制造過程中未考慮套筒為密閉空間,其上部空氣與油箱上部空氣未連通,內(nèi)外存在氣壓差,浮筒液位異常，不能準(zhǔn)確反饋真實(shí)液位。采用實(shí)測(cè)對(duì)比法，確定主要原因并制定改進(jìn)措施，試運(yùn)行液位檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、安全、穩(wěn)定，為此種型號(hào)的潤(rùn)滑油站制造過程方法改進(jìn)提供了實(shí)踐案例和改進(jìn)方法，從而提升設(shè)備質(zhì)量與安全。