大型壓縮機機組儀表的現場檢修①

詹光福 張 尊 卡勒哈爾·阿不力汗

(中國石油獨山子石化分公司乙烯廠)

大型壓縮機機組儀表的現場檢修①

詹光福 張 尊 卡勒哈爾·阿不力汗

(中國石油獨山子石化分公司乙烯廠)

大型壓縮機組儀表檢修是整個機組檢修的重要部分，針對機組儀表檢修的相關問題與注意事項，闡述了機組狀態監測儀表的拆除、檢查、校驗和回裝過程。

機組儀表 裂解氣壓縮機 拆除 回裝

石化企業需定期對全廠范圍內的裝置設備進行檢修，以保證裝置長期連續運行的安全性和平穩性[1]。裝置核心設備如乙烯裝置裂解氣壓縮機等，常作為全廠檢修的時間軸線，整個裝置的檢修進度都圍繞著這類大型機組的檢修來安排。而機組儀表的檢修作為整個機組檢修中的重要部分，貫穿檢修的全過程。因此，機組儀表的檢修進度和質量直接影響整個壓縮機組的檢修進度和質量，從而決定全廠的檢修進度[2,3]。

中國石油獨山子石化分公司百萬噸乙烯裝置裂解氣壓縮機，從2009年開工至今已經歷過兩次檢修。在此，筆者主要對這兩次機組儀表檢修進行總結。

1 機組儀表基本情況

中國石油獨山子石化分公司百萬噸乙烯裝置裂解氣壓縮機機組儀表主要包括狀態監測系統儀表、速度控制系統儀表、防喘振控制系統儀表及一些輔助系統(油路系統、密封氣系統等)儀表等。在整個機組儀表檢修過程中，最重要的作業就是對狀態監測系統儀表的檢修。

該壓縮機的狀態監測系統選用本特利3500在線監測系統，振動、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狀態監測系統的現場儀表部分。

2 狀態監測系統儀表的現場拆除作業

由于振動、位移、鍵相位探頭安裝在壓縮機軸承箱蓋或壓縮機各缸體間的聯軸器護罩上，必須先將這些探頭拆除，鉗工檢修人員才能進行后續作業，因此，整個壓縮機檢修開始的標志性作業就是儀表探頭的拆除。

2.1 振動、位移、鍵相位探頭的拆除

本特利振動、位移、鍵相位信號回路(圖1)包括一個傳感器探頭、相配套的延伸電纜及前置放大器等。作業開始前，在前置放大器的COM、OUT端測量并記錄探頭的間隙電壓值，以備后期回裝時參考。拆除時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接連接頭，該接頭一般配有絕緣保護套管，斷開連接頭并用套管保護好。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)保護層，該材料具有良好的耐熱性能和耐腐蝕性能，但其質地較脆，拆除過程中嚴禁碰觸其他部件，以防損壞探頭。取出后用保護套管對探頭頂端進行保護，并按位號進行標識，防止回裝過程中發生混裝。

圖1 振動、位移、鍵相位信號回路

2.2 溫度探頭的拆除

由于溫度探頭安裝在軸瓦內部，因此必須在機修人員拆除到軸承部件時才能進行相應的拆除作業。大型壓縮機組軸瓦溫度探頭一般為兩個一組，測量同一個軸承不同瓦塊的溫度。兩個探頭尾線綁扎在一起，在尾線外部鎧裝護套的法蘭處掛有位號標識牌，但在軸瓦內部并沒有明顯的標識，而且軸瓦上有多個測溫小孔，具體安裝在哪個測溫孔內，也沒有明顯標識，因此在拆除時必須做好標識，對溫度探頭的安裝部位和尾線走線布局進行拍照記錄，防止回裝時發生混裝或安裝錯位。尾線上的固定螺絲和探頭固定卡扣較小，拆除時注意放置在專用密封袋內，防止遺失。

3 狀態監測類儀表的檢查、校驗

3.1 振動、位移、鍵相位儀表的檢查、校驗

首先對振動、位移、鍵相位儀表探頭的外觀進行檢查，查看探頭頂部的PPS保護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。由于壓縮機軸承缸內潤滑油蒸氣經常滲入探頭尾線和延伸電纜的鎧裝套管內，甚至滲入到中間接線箱內，重新凝聚匯集成油污，腐蝕信號電纜并導致尾線接頭和中間接線箱端子排接線接觸不良，影響信號傳輸。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。

按照本特利產品的校驗說明對振動、位移、鍵相位探頭進行校驗，通常使用PK-3校驗儀進行探頭的靜態校驗，如有需要也可對探頭進行動態校驗。

3.2 溫度探頭的檢查、校驗

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，將整個溫度探頭從現場取回并進行校驗。如果現場條件不允許(尾線穿線管走線復雜、不易拆除等)，則在現場對溫度探頭進行簡易檢測：用萬用表測量其線間電阻，檢查線間電阻是否正常，對地絕緣、線間絕緣是否符合要求，并對照熱電阻分度表核對溫度是否準確。對檢測不合格的溫度探頭進行更換。

4 狀態監測系統儀表的回裝作業

4.1 軸瓦溫度探頭的回裝

當完成壓縮機檢修開始回裝軸承系統時，軸瓦溫度探頭回裝要同步進行。軸瓦溫度探頭按照其測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)。壓縮機轉子非驅動端軸端設計有平衡盤，平衡盤兩側各有一組止推軸承，每組止推軸承有上、下兩個半瓦，用于抵消壓縮機運行時轉子產生的軸向力；同時壓縮機轉子兩端各設計有一組徑向軸承，每組徑向軸承也分上、下兩個半瓦，用于固定轉子和承受轉子的徑向力。

由于徑向軸承靠近轉子內部，應首先安裝，因此徑向瓦溫度應先于止推瓦溫度安裝。機組運行期間，徑向軸承的下半瓦要承載壓縮機軸系的絕大部分載荷，相應的下半瓦溫度要高于上半瓦，因此一般徑向軸承只檢測下半瓦的溫度，兩個溫度探頭都安裝在下半瓦的測溫孔內，如圖2所示。徑向瓦溫度回裝過程比較簡單，只需按照拆除時的記錄將探頭安裝在對應的測溫小孔內即可。需要注意的是，徑向軸瓦的測溫孔深度較止推瓦深，安裝時將溫度探頭插入測溫孔內直到插不動為止，否則安裝不到位會影響實際溫度測量。測溫孔口用塑料卡扣卡緊，防止探頭松動脫落。

圖2 軸瓦徑向瓦溫度探頭安裝示意圖

由于機組運行期間止推軸承的上、下兩個半瓦都要承擔壓縮機軸系的軸向力，因此止推軸承需對兩個半瓦都進行溫度檢測，兩個溫度探頭分別安裝在兩個半瓦上，如圖3所示。止推瓦的上半瓦帶防轉銷，下半瓦不帶防轉銷。回裝溫度探頭時，一般先安裝上半瓦溫度探頭，將探頭插到測溫小孔底部，緊固螺絲固定尾線，之后與機修人員配合按照逆時針方向先將上半瓦旋入軸承室內，再回裝下半瓦溫度探頭，完成后將下半瓦扣在上半瓦上，注意搭接塊不要錯位；然后按照順時針方向將上半瓦旋出軸承室，同時下半瓦旋入軸承室，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。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。由于機組運轉期間止推軸承的止推瓦瓦塊是活動的，如果溫度探頭尾線與之接觸，存在長期磨損的風險。同時需注意，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，必須對尾線的走線進行處理，避開轉動軸和油路沖刷口，并注意在鉗工回裝上軸承座時不要擠壓探頭尾線。在檢修中曾出現過回裝上軸承座時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，機修人員回裝完軸承座后，必須再次確認熱電阻是否完好，或在DCS上核對其溫度示值，以確保回裝過程中探頭和尾線完好無損。

4.2 振動、位移、鍵相位探頭的回裝

振動、位移、鍵相位探頭由于測量對象不同，安裝方式也不盡相同。振動探頭測量壓縮機軸系的徑向跳動，一般安裝在軸承座的上蓋上，每個測振點安裝兩個振動探頭，并設計為同一平面上相隔90±5°。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個探頭分別安裝在垂直中心線每一側45°，定義為X探頭和Y探頭。一般從驅動端看，X探頭應在垂直中心線的右側，Y探頭在左側。位移探頭測量壓縮機軸系的軸向竄量，一般安裝在壓縮機段間的聯軸器護罩上或壓縮機缸體軸端蓋板上，分A、B左右對稱方式安裝。鍵相位探頭測量軸的轉速，用于與振動比較來確定振動的相位角。中國石油獨山子石化分公司裂解氣壓縮機的鍵相位探頭安裝在壓縮機段間聯軸器護罩和壓縮機缸體軸端蓋板上。

用于測量振動的電渦流傳感器對被測體表面光潔度要求較高，一般粗糙度要求在0.4～0.8μm之間。振動探頭監測表面光潔度的損傷會影響探頭監測值，因此在機修人員檢修過程中應注意對該表面的保護，同時回裝振動探頭前應對監測面進行檢查，確保光潔無劃痕。回裝振動探頭時有兩種方法，如圖4所示，分別是塞尺測量間隙法和萬用表測量間隙電壓法(間隙電壓調整在線性范圍中心，通常為-9V)，可根據現場實際情況決定采用何種方法[4,5]。

位移探頭的回裝和振動探頭類似，但需要注意的是，位移探頭回裝時應根據本特利系統內部組態的零點電壓來調整探頭，或者根據二次表的示值來調整探頭，一般盡量將示值調整在零位附近。如果壓縮機具有多個缸體，一般從遠離原動機的最后一個缸體開始回裝，回裝作業應和機修人員作業交叉進行：機修人員首先將壓縮機軸系推至零位，然后回裝位移探頭[5]，調整探頭與測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的間隙電壓顯示在零點電壓附近(考慮到回路壓降，推薦參考二次表的示值)。回裝第2個缸體位移探頭時按同樣的步驟進行，但如果位移探頭是安裝在聯軸器護罩上的，則要注意回裝聯軸器時的零位變化。中國石油獨山子石化分公司裂解氣壓縮機的低壓缸和中壓缸的位移探頭就是安裝在聯軸器護罩上的，這種情況下必須先回裝聯軸器，才能回裝位移探頭。由于聯軸器的拉伸作用，壓縮機軸系此時已不在零位，此時回裝位移探頭時就不能直接調整到零值了，而是加上或減去軸系的軸向竄量。軸向竄量由機修人員測得，具體是加或是減則根據本特利系統內部該位移探頭的組態情況(遠離型或者朝向型)來確定，從而確保探頭實際安裝位置在軸零位附近。

圖4 電渦流振動探頭回裝示意圖

鍵相位探頭回裝時需要將間隙電壓調整在探頭的線性范圍中心。回裝時先從安裝孔查看檢測面，確保探頭沒有剛好指向軸面凸臺或凹槽位置，如果剛好在此位置，則必須轉動軸進行調整。

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，在連接接頭前應對它進行清洗，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措施。探頭尾線鍍金接頭與信號“地”相通，連接時必須進行絕緣處理，防止接頭與接線盒殼體接觸而引入信號干擾。采用本特利專用的特氟隆可收縮套管進行絕緣保護，杜絕采用粘性電工膠，因為油霧會溶解膠帶上的粘性物質，使接頭變臟，影響其連接。

5 結束語

大型裂解氣壓縮機機組儀表的特殊性，決定了其檢修工作與其他普通儀表的不同。必須保證機組儀表檢修質量的可靠性，嚴禁出現檢修質量事故，否則，輕者會造成檢修返工，延誤壓縮機整體檢修進度，重者會影響壓縮機的后期性能監測與運行，甚至造成機組停車或設備損壞。因此，在對機組儀表進行檢修時，一定要確保檢修質量，同時編制合理的檢修方案，保證檢修順利圓滿完成。

[1] 胡安定.加強石化企業設備維修和管理延長裝置運行周期[J].中國設備工程,1998,(1):10～11.

[2] 張登凱.大型壓縮機組的儀表檢修[J].電子世界,2013,(15):83.

[3] 劉天貝,徐繼榮.大型壓縮機自動控制的優化[J].石油化工自動化,2016,52(6):17～20.

[4] 王民濤,李曉峰,宋同偉.振動探頭在大型空壓機組中的應用[J].化工自動化及儀表,2001,28(4):81～83.

[5] 梁官軍,魏肖邦,王春燕.大型機組狀態監測系統位移探頭的安裝及調試[J].化工自動化及儀表,2012,39(3):430～432.

詹光福(1984-)，工程師，從事石油化工儀表的維護工作。

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

TH707

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1000-3932(2017)06-0605-04

2016-11-22，

2016-12-27)