平臺原油發(fā)電機(jī)甩載停機(jī)故障探析

徐從成（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067）

2014 年平臺投產(chǎn)以來，平臺原油發(fā)電機(jī)運行狀態(tài)不穩(wěn)定，安保系統(tǒng)的部件引起的甩載、停機(jī)故障現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重危及到了平臺設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和生產(chǎn)安全。隨著平臺提質(zhì)增產(chǎn)和主機(jī)負(fù)荷增加，原油發(fā)電機(jī)甩載、停機(jī)將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 原油發(fā)電機(jī)甩載、停機(jī)故障原因分析

2015年至2017年，平臺因原油發(fā)電機(jī)甩載停機(jī)故障頻發(fā)，耗費大量的人力物力財力。2018年1月，對原油發(fā)電機(jī)在2017年7-12 月的故障情況進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查、統(tǒng)計分析，如圖1所示。

圖1：原油發(fā)電機(jī)故障情況統(tǒng)計表

經(jīng)過統(tǒng)計分析，由圖1原油發(fā)電機(jī)故障情況統(tǒng)計表得出機(jī)組甩載停機(jī)主要是超速、油霧濃度高、刀閥回訊器故障所引起。

2 原油發(fā)電機(jī)甩載停機(jī)故障處理措施

2.1 超速

原油發(fā)電機(jī)超速故障，主要是由于速度傳感器故障或者安裝位置不規(guī)范導(dǎo)致。

2.1.1 速度傳感器故障處理方法

速度傳感器故障主要是傳感器本身質(zhì)量引起的，主要是由于其質(zhì)量、壽命決定。如果在判斷傳感器回路無短路、斷路現(xiàn)象，則可以通過更換新的速度傳感器進(jìn)行解決。

2.1.2 速度傳感器安裝位置不規(guī)范整改方法

速度傳感器安裝位置有相應(yīng)的規(guī)范（1），如果安裝位置不當(dāng)，將會出現(xiàn)超速停機(jī)現(xiàn)象。安裝注意事項主要有速度傳感器的方向和速度傳感器與齒輪的距離，安裝方向是速度傳感器紅色標(biāo)記應(yīng)在正對齒輪的垂直方向的±15°，安裝距離是1.5±0.5mm。

2.2 油霧濃度高

2.2.1 主機(jī)內(nèi)部件異常檢查

檢查主機(jī)16個缸的缸套壁是否有拉痕現(xiàn)象；檢查連桿大端和曲軸連接處，左右波動，是否有卡阻現(xiàn)象；檢查主軸瓦是否檢查連桿缸套壁上所流下的滑油，是否有反光金屬。經(jīng)過檢查確認(rèn)，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)異常現(xiàn)象。

2.2.2 主機(jī)滑油異常檢查

對四臺主機(jī)油樣進(jìn)行取樣化驗，并提取其中的磨粒度數(shù)據(jù)（2）進(jìn)對比。

主機(jī)C∕D 的磨粒平均值雖然處于正常范圍內(nèi)，但是數(shù)值遠(yuǎn)大于主機(jī)A∕B，而主機(jī)C∕D恰好是故障發(fā)生最頻繁的，由此可以判斷滑油變臟是引起油霧濃度高的主要原因。四臺主機(jī)中主機(jī)A∕B 使用的是進(jìn)口滑油從2014年至今未進(jìn)行更換，C主機(jī)已更換國產(chǎn)滑油1年，D主機(jī)已更換國產(chǎn)滑油1.5年。由此可以推斷主機(jī)A∕B使用的進(jìn)口滑油品質(zhì)好，不容易變臟，主機(jī)C∕D的國產(chǎn)滑油都使用了一年以上，變臟的效果明顯。因此，國產(chǎn)滑油比較容易變臟，是油霧濃度高報的主要原因，而且油霧探測器高報警時，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部油污較多。

根據(jù)油霧探測器維保手冊中的維保要求2000 小時進(jìn)行維保（3），同樣發(fā)現(xiàn)主機(jī)C∕D 油霧探測器內(nèi)部油污要比主機(jī)A∕B 的臟許多。針對此現(xiàn)象，改變了維保策略，由原來的2000小時進(jìn)行維保改為300小時進(jìn)行維保，預(yù)防油霧濃度高引起的甩載停機(jī)故障。

2.2.3 油霧濃度探測器臟或者故障

根據(jù)2.2.2的檢查結(jié)果，分析可得油霧濃度高報警甩載停機(jī)主要是由于更換國產(chǎn)滑油后，導(dǎo)致在相同的時間和工況條件下油霧探測器內(nèi)油污比進(jìn)口滑油要多許多，油霧探測器內(nèi)油污聚集是導(dǎo)致油霧濃度高報警的主要原因。通過優(yōu)化維保時間和頻次，解決了油霧濃度高報警甩載停機(jī)的問題。

2.3 刀閥回訊器故障

每臺原油發(fā)電機(jī)都有A、B兩個刀閥，每個刀閥上各安裝有感應(yīng)式的閥位反饋傳感器，刀閥在開的狀態(tài)是機(jī)組運行的啟機(jī)運行的條件之一。可見，刀閥回訊信號對機(jī)組的運行控制非常重要。

2017年9月7 日、2017年12月27日主機(jī)C連續(xù)出現(xiàn)兩次甩載（4），經(jīng)過查看，報警基本一致。

從報警記錄上看，主機(jī)C甩載是由于limit1、limit2、limit3觸發(fā)導(dǎo)致的，而limit1、limit2、limit3觸發(fā)與主機(jī)的速度傳感器檢測的轉(zhuǎn)速有關(guān)，檢查主機(jī)C的轉(zhuǎn)速曲線。

從曲線可以看出，主機(jī)C的速度傳感器的數(shù)值是變化的，而且是在5:08:18—05:08:20 大約2 秒的時間內(nèi)降到了約100rpm，所以，是什么原因?qū)е滤俣葌鞲衅鲾?shù)值發(fā)生了變化？成為我們首要要解決的問題。

速度傳感器的數(shù)值發(fā)生變化的原因有：

⑴、速度傳感器安裝及本身存在問題；

⑵、主機(jī)C 的A 或B 刀閥回訊傳感器與兩個速度傳感器在同一個PLC卡件上，主機(jī)C的A或B刀閥回訊傳感器存在問題，會引起兩個速度傳感器同時變化，從而引起主機(jī)甩載。

對于以上第⑴項的問題的處理如下：

此問題分兩種情況，第一種情況是只有1 號速度傳感器存在問題，第二種情況是1號、2號速度傳感器同時出問題。第一種情況，因為當(dāng)只有1號速度傳感器數(shù)值發(fā)生變化時，1號速度傳感器數(shù)值與2號速度傳感器數(shù)值會有偏差，此時LESS系統(tǒng)會出現(xiàn)速度差報警，而且LESS盤上的1號速度傳感器狀態(tài)監(jiān)測燈會由綠色變?yōu)辄S色，而實際的當(dāng)主機(jī)C 甩載時，LESS 盤上沒有任何報警的現(xiàn)象，所以可以判斷1 號速度傳感器不存在問題。第二種情況，1號、2號速度傳感器同時出問題，這種情況雖然發(fā)生的概率非常低，但是還是將1、2號速度傳感器進(jìn)行了檢查，功能正常。

對于以上第⑵項主機(jī)C的A側(cè)或B側(cè)刀閥存在的問題的處理如下：

從此問題現(xiàn)象來看，刀閥回訊傳感器的性能是不可靠的。如果刀閥回訊傳感器性能下降，絕緣降低，則會影響PLC 卡件A01.1正常工作和共用電源，PLC卡件A01.1和共用電源的變化異常會影響接在卡件A01.1 上的兩個速度傳感器的正常工作，導(dǎo)致速度數(shù)據(jù)變化，從而導(dǎo)致主機(jī)甩載，所以決定將刀閥回訊開關(guān)的電路進(jìn)行優(yōu)化。

將刀閥回訊傳感器與PLC卡件之間增加了繼電器，將刀閥回迅傳感器電源與卡件A01.1 電源分開，刀閥回訊傳感器工作穩(wěn)定性變差后，是不會影響PLC 卡件正常工作的，從而不會影響此卡件上的兩個速度傳感器的正常工作。

電路優(yōu)化后，進(jìn)行功能測試，主機(jī)C刀閥回訊傳感器正常工作，未再出現(xiàn)甩載故障。

將主機(jī)C刀閥回迅傳感器的電路優(yōu)化方案推廣到其它三臺主機(jī)上，其它三臺主機(jī)運行穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)因刀閥回迅傳感器故障引起的速度傳感器異常而導(dǎo)致的甩載停機(jī)故障。

3 效果評價

對鉆井平臺原油發(fā)電機(jī)的故障進(jìn)行統(tǒng)計、分析和總結(jié)，找到原油發(fā)電機(jī)的甩載、停機(jī)原因主要集中在速度傳感器超速、油霧探測器濃度高和刀閥回訊器故障，經(jīng)過有針對性的整改、優(yōu)化、改造后，降低了原油發(fā)電機(jī)的故障率，減少了維修成本和員工的維修勞動強(qiáng)度，提高原油發(fā)電機(jī)運行穩(wěn)定性、可靠性和安全性，為平臺的提質(zhì)增產(chǎn)打下了堅實基礎(chǔ)。