單螺桿水潤滑壓縮機預兆性維修模式的建立

郭 磊

作者通聯：秦山第三核電有限公司維修處機械科 浙江海鹽縣 314300

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以可靠性為中心的維修（RCM）是指對設備的異常工況進行早期診斷和早期治療，以設備狀態為基準安排各種方式的計劃維修，以達到最高設備可利用率和最低維修費用。從機組可靠性出發，建立長期有效的預兆性維修方案，長遠來看具有經濟效益。

一、壓縮機故障描述及處理

2#機組根據計劃執行PLIA壓縮機月度試驗，壓縮機將儲氣罐壓力從零升至862kPa，耗時6分12秒，比歷史記錄平均時間多1分30秒，不滿足操作手冊要求，2#機組進入電站技術規格書限制。如果在規定的時間內無法恢復壓縮機的性能，機組必須進入冷停堆模式。為此，技術人員對壓縮機所在的系統進行全面排查。測量壓縮機所在房間送風量；檢查水氣分離器安全閥性能；檢查壓縮機本體間隙及軸承室；檢查壓縮機入口過濾器FR101/FR9017，確認其沒有堵塞。如果濾網堵塞，將影響壓縮機入口壓力，直接影響到壓縮機的運行時間。經過目視檢查，且使用壓縮空氣進行吹掃，根據經驗判斷濾網干凈。

再次啟動壓縮機進行動態檢查。運行時間6分18秒和6分05秒，無法滿足操作手冊要求。維修人員發現壓縮機入口壓力為-19kPa，與以前的-2kPa有較大差別。再次擴大檢查范圍，查閱歷史工單記錄發現，另外一組維修人員在進行廢水排放系統故障處理時，在房間內進行切割、打磨、墻體開孔等粉塵比較大的工作，粉塵散落在壓縮機入口過濾器及房間送風口上，壓縮機啟動后，粉塵吸附在入口過濾器上，將其堵塞，最終引起壓縮機性能下降。維修人員再次將過濾器拆卸，并改變原有的使用壓縮空氣吹掃的方法，使用先進超聲波去污設備對兩個過濾器進行清洗，清洗時間30min，清洗過程中發現，過濾器上的大量泥沙脫落，清洗池明顯變臟。

清洗完成后，并使用潔凈的壓縮空氣對濾網進行干燥，回裝后再次進行性能試驗，壓縮機運行4分47秒后，儲氣罐的壓力升至862kPa，壓縮機根據邏輯程序自動停機，壓縮機運行期間入口壓力為-1kPa，壓縮機試驗成功。

雖然在故障排查時，已經考慮到壓縮機入口濾網堵塞對壓縮機性能產生的影響，但是以前對濾網清洗的主要方法是使用壓縮空氣沿氣流的反方向吹掃，借助手電筒照亮觀察堵塞情況。顯然，該方法不能徹底清理濾網上粘附的灰塵。由于壓縮機入口濾網網眼孔徑為15μm，運行期間直徑＞15μm的粉塵被吸附到濾網上，粉塵中含有多種不同的化學成分，長時間積累，會產生化學反應，最終導致粉塵牢牢地粘附在濾網上。使用壓縮空氣吹掃，只能將表面的浮沉吹掉，無法將固化的粉塵顆粒徹底清理。引入超聲波清洗后，可以進行徹底清理。超聲波清洗方法為該類設備的清洗提供了有效途徑。

二、壓縮機預兆性維修模式的建立

RCM理念由國外企業提出，根據國外企業的經驗，從長遠看，理念在有效保證設備可靠性的基礎上，可有效降低維護成本。圖1為IAEA專家組報告Ringhals核電站的統計趨勢圖。

以2#機組近兩年的數據（表1）作為參考，壓縮機平均運行時間為4分45秒，OM要求最高值為6min。根據分析機組正常的時間值，同時考慮到機組的可靠性與經濟性，取5min作為壓縮機的預警值。同樣用中值法取壓縮機入口壓力-10kPa作為另一個預兆性維修的預警值。

需要說明的是，由于每月壓縮機啟動前，儲氣罐原始壓力不同（OM要求＜20kPa），在進行故障排除時也做過試驗，儲氣罐壓力從0～20kPa，壓縮機需要運行12s左右，因此每月的時間會有所不同。同時空氣受環境溫度及濕度的影響使空氣密

度不同也會對運行時間產生影響。

圖1

表1 2#機組PLIA壓縮機各月運行時間記錄表

從圖2可以看出，當時試驗中運行時間為5分12秒，如果當時引進RCM理念的預兆性維修方案，在超過預警值但沒有達到報警值時，采取干預手段，對設備進行有針對性的檢查，及時發現壓縮機房間空氣粉塵的變化，及時采取有效措施，可以有效避免10月份中的報警，變被動檢修為主動檢修。為此，根據壓縮機歷史運行參數和相關經驗，在原有的預防性維修基礎上，增加預兆性維修內容，將兩者有機結合起來，建立以下預兆性維修故障樹模型（圖3），可以有效避免事件的發生，最大程度上保證設備可靠性。

圖2

三、結束語

針對PLIA系統的特性及壓縮機結構，參考歷史數據，以現場發現的問題為依據，設定多個預兆性維修的預警值。當設備性能下降達到預警值時，雖然設備可用，但是表明性能有所下降，需要進行有針對性的維護，變被動維修為主動維修，及時消除安全隱患。由于秦山三期是我國唯一重水堆核電站，所采用的PLIA單螺桿水潤滑核級壓縮機，在國內也是唯一的，技術上較為孤立，因此需要通過開展相應的外部經驗反饋工作，同時加強與國內單螺桿生產廠家交流，才可能進一步優化其預防性維修方案，確保該系統的穩定。

圖3