活塞桿位移探頭數據異常原因分析及處理

劉永東 劉永華 王冠華 李 峰 李太平

中國石油天然氣第七建設有限公司 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組的重要組成部分， 廣泛應用于各類機組運行時的實時監控。 由于探頭的形式、種類繁多，對安裝及調試提出了更高的要求。 同時機組探頭安裝及調試過程中也會出現諸多不可預見的難題和故障。 活塞桿位移探頭位于往復式壓縮機組氣缸的中間接筒填料函外側（圖1），它可以實時監測壓縮機組活塞桿運行狀態下的上下浮動量，如果數據過大，則表示活塞體部分的支撐環和活塞環磨損嚴重， 這也是保障壓縮機組正常運行的極為重要的監測手段。

圖1 機組外觀圖

2 過程簡介

某石化廠往復式壓縮機組（4M 型）試運轉過程中發現：1、3 級氣缸活塞桿位移探頭控制室顯示數據為200～300μm；2、4 級氣缸活塞桿位移探頭控制室顯示數據最大為750μm，并且機組運轉過程中位移探頭數據波動較大（表1）。根據此次試運轉過程，將原因分析及處理方法進行分析總結。

表1 控制室的量程

3 原因分析及處理

3.1 原因一：活塞桿跳動值超差

處理方法：機組停機后按隨機資料要求，架設百分表盤車復查活塞桿垂直方向與水平方向的跳動值是否符合設計圖紙、隨機資料的要求。

檢查結果：活塞桿跳動值測量數值符合設計圖紙、隨機資料的要求。

3.2 原因二：儀表線路、設備出現故障

（1） 檢查探頭延長線外觀、規格、型號是否與前置放大器銘牌相匹配。 處理方法：更換探頭延長線。

（2） 檢查從現場一次設備至控制機柜的線路所有接線處的緊固情況。 處理方法：從新制作電纜頭、緊固接線端子。

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

（4） 檢查前置器或3500 卡件處接線端子是否松動或接觸不良；探頭延伸電纜是否破皮；線路屏蔽線是否接地；電纜屏蔽層剝離是否過長等現象。處理方法：重新制作電纜頭；線路屏蔽線接地則需確認接地位置，判斷是否需更換電纜或者對電纜頭處屏蔽層進行絕緣處理。

（5） 檢查卡件附件是否有電磁干擾；查看現場不正常卡件位置相近卡件的儀表回路系統的歷史曲線，是否也存在顯示波動現象。 處理方法：如果同樣存在，應檢查電纜敷設路徑或者周圍是否有交流電源電纜，并對交流電源電纜進行隔離。

3.3 原因三：儀表回路故障

將活塞桿下沉探頭延長線在接線箱處拆開， 在前置放大器前段利用過程校驗儀（一般為福祿克745）送模擬信號，檢查儀表回路是否正常。 如果儀表回路不正常，則逐級檢查接線箱電纜接線、接線箱至控制機柜電纜、控制柜卡件、控制器及控制系統組態。

處理方法：更換卡件、調整組態。

注意事項：儀表回路檢查過程中，在確保壓縮機組停機且不影響其他機組工作的條件下， 可以簡單的在接線箱內調換至顯示正常的活塞桿下沉探頭接線位置，在控制柜內調換卡件接線通道，進行判斷。

3.4 原因確定及處理方法

通過逐步從機械安裝、儀表一次設備、儀表線路、控制機柜卡件及組態等各個施工步驟的仔細排查，反復調整測試探頭的零點位置，均確認無問題。 最終斷定機組試運過程中造成探頭出現數據異常的原因為以下兩個：

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

（2） 壓縮機組MCS 系統上位機畫面組態參數位移單位精度過低， 在探頭檢測數據經下位機送至上位機過程中，因組態單位精度過低，造成上位機數據偏差過大報警。

經過仔細分析探頭位移曲線、 試運行過程中檢測支架溫度， 最終確定主要原因為探頭固定支架選材不合理。但是壓縮機組MCS 系統上位機畫面組態參數位移單位精度過低， 也造成了測量數據在報警值附近時產生誤報的現象。

最終將壓縮機組活塞桿位移探頭固定支架更換為∠50×50×6mm ，材質為304 的角鋼，探頭安裝孔中心距機體15mm，并將MCS 系統上位機組態單位mm修改至μm 后，將探頭安裝、回路測試合格，再次進行機組試運，現場檢查及探頭顯示均正常。

圖2 壓縮機組活塞桿位移探頭安裝圖

4 結束語

壓縮機組在試運轉過程中往往會出現機械、 儀表等專業不可預見的種種問題， 只有通過縝密的分析和及時的處理，將出現的問題徹底的解決，才能確保壓縮機組安全、平穩的運行。

通過闡述壓縮機組活塞桿位移探頭出現數據異常時的分析及處理過程，明確了壓縮機組探頭安裝、試運過程中的關鍵點以及注意事項，對壓縮機組探頭安裝、調試方法的完善及優化施工質量具有一定借鑒意義。