西門子燃驅及沈鼓電驅壓縮機組平均無故障時間提升淺談

金發寶

摘 要：2020年公司提出壓縮機組平均無故障時間達到8000h目標，目前二、三線作業區、站場壓縮機組平均無故障時間離公司目標差距較大，說明壓縮機組運行維護、故障預防等方面還需要努力加強，本文從壓縮機基礎管理、邏輯優化、技術創新等方面進行簡單分析、探討，提出少許壓縮機組平均無故障時間提升方法。

關鍵詞：平均無故障時間;邏輯優化;現場控制柜;HMI

隨著我國輸氣管道行業快速發展，大型壓縮機投用數量及種類越來越多，主要為GE、西門子、DRESSER-RAND等機型，近年來逐步發展國產化壓縮機組，在西氣東輸二線、三線大量運用，主要為沈鼓電驅機組。由于天然氣運輸任務越來越重要，所以影響輸氣生產最大的壓縮機組平均無故障時間指標也被愈加看重，成為目前壓縮機管理重點考核項，從而壓縮機組平均無故障時間的提升迫在眉睫。

1 影響平均無故障時間主要因素分析

影響平均無故障時間主要因素為機組運行總時間和機組故障率，機組運行總時間主要由輸氣生產任務決定，基層人員無法控制;機組故障率可通過控制措施減少，本文主要對此部分進行淺析。

對獨山子輸油氣分公司歷年來西門子燃驅、沈鼓電驅壓縮機組故障停機報告分析發現，其故障主要分為自控部分、機械部分、電氣部分。壓縮機組故障主要來源于自控故障，對自控故障進一步分析，發現故障原因主要為：端子虛接及松動、模塊故障及數據跳變、儀表故障等，其中尤以端子虛接及松動、模塊故障及數據跳變原因居多，下面將側重此類故障原因，展開分析并提出改進措施。

2 平均無故障時間提升措施

2.1 扎實基礎工作，加強機組參數趨勢檢查

每日對機組HMI中參數趨勢不少于20min時間的檢查，每周日對System1服務器中參數趨勢不少于30min檢查，調取查看關鍵振動、溫度、壓力、壓差等參數趨勢，每月對所有機組數據趨勢進行全面檢查，通過趨勢預判自控故障，提前處理或申請切機、預防故障停機，提高機組平均無故障時間。

①檢查發現數據突然跳變，跳變后恢復正常，此類現象原因大概率為接線端子虛接、松動或探頭、模塊等缺陷，需查通道接線端子或更換探頭;②檢查發現數據緩慢或間歇性的波動、跳變，隨著時間推移開始大幅度變化，此類情況主要原因可能為該通道通訊模塊故障或受到干擾，例如西門子機組的1794模塊及沈鼓機組的振動監測系統的放大器等故障前期均有類似現象，需提前檢查更換;③檢查發現某一數據長期不變，出現死值，但該數據應該隨工況變化而變化，此類現象多為回路通訊中斷、控制器死機等，需檢查通訊回路或重啟控制器;④檢查發現某過濾器壓差一直呈上漲趨勢，可提前在線切換濾芯（雙聯濾芯）或申請切機后更換濾芯（單獨濾芯）;⑤檢查發現同一部位兩個探頭數據差值較大，則需檢查探頭本體或安裝位置是否合適。

2.2 開展壓縮機組接線端子、供電回路專項排查

由于對故障分析發現，壓縮機自控系統問題大多數為端子虛接、松動引起的，且前期烏輸分公司此項措施實施效果卓有成效，所以對接線端子展開專項排查非常有必要。

①壓縮機接線端子及供電回路排查內容包括且不限于儀表回路、供電回路、屏蔽接地線、模塊接地、設備執行機構和控制單元的接地信號線纜等;②檢查發現端子松動、銅線裸露、搖晃信號跳變、標簽模糊等問題應及時處理;③發現接線端子存在損壞、老化無法現場整改等情況時，形成需要更換件的清單，提報物資，無法自行更換的上報項目進行更換。

2.3 改善通訊及供電回路工作環境，降低模塊故障率

通訊模塊工作壞境惡劣，會使其故障率提高或引發連續或間歇性的數據跳變。對前期多次發生故障的羅克韋爾1794-IRT8模塊進行送檢，其結果判斷模塊故障原因主要為以下三種：一是模塊集成電路板制作工藝原因;二是因積灰和潮濕造成離子污染原因;三是因為模塊工作環境溫度惡劣原因。根據分析原因提出解決措施如下：

①對現場模塊壽命進行分析，達到壽命限期的進行更換，若產品停產或換代，應及時與原廠家對接，申報適用物資更換;②對壓縮機組通訊回路及供電回路整體帶電清洗，清除模塊表面積碳、礦物質的雜質，消除雜質離子對模塊功能影響，并能有效降低模塊運行溫度，此項技術已經在多個站場試用，效果明顯;③由于二線西門子機組多數模塊、控制器均在現場控制柜，位于壓縮機廠房，運行環境極為惡劣，前期由于EMV控制器、TSCP柜等因溫度高導致多次停機，所以對現場控制柜溫度控制合適范圍能有效降低故障率，主要措施如下：a.針對西門子機組夏季現場運行環境溫度高（沈鼓機組現場無控制器及通訊模塊），利用現場儀表風增加旋風制系統對現場控制柜溫度進行降溫。旋風制冷器通過控制旋鈕調節氣量，從而調節溫度，還能降低環境中水露點，低至-60至-90℃，在柜內放置溫度計，每日綜合巡檢進行檢查，實時調整制冷器進氣旋鈕，保證溫度控制在18-28℃范圍。EMV控制箱內溫度可通過RSNETWORX For DeviceNet軟件及時掃描出控制器溫度數據進行實時監測調整;b.冬季每日綜合巡檢在HMI及工程本檢查現場控制柜溫度參數，到現場檢查控制箱加熱器工作狀態，發現問題及時處理，避免現場通訊模塊及設備長時間在低溫運行，故障頻發;c.修改現場控制柜溫度報警邏輯，增加溫度低報邏輯并降低溫度高報警值（原值為50℃），保證現場溫度較高、較低時能及時提醒，到現場檢查處理。

2.4 對停機邏輯進行梳理并優化，杜絕信號跳變等原因觸發故障停機

對西門子及沈鼓機組邏輯進行全面梳理，針對觸發停機的邏輯進行分析，討論確認是否需要優化、修改，是否需要增加延時來杜絕信號跳變引發故障停機的可能性。對需要進行邏輯優化的信號，對程序做好備份后進行邏輯優化，主要優化思路簡述如下：

①對軸承溫度HH觸發停機邏輯增加5秒延時，對軸振動、殼體振動、軸位移HH觸發停機邏輯增加2秒延時，對壓力、壓差、其他溫度、液位等HH或LL聯鎖停機信號增加500毫秒延時;②對類似電機軸承、定子溫度連鎖信號的，可將單信號觸發修改為2選2雙信號聯鎖;③對壓縮機壓力、溫度、振動等故障觸發停機邏輯，增加500毫秒延時觸發功能，降低端子虛接、松動、通訊短暫故障引發停機可能性;④對電機正壓通風壓力低低聯鎖停機、機柜溫度高高聯鎖停機等對機組安全運行影響較小的信號，考慮取消聯鎖停機功能，只保留報警提示功能;⑤針對HandShake（握手檢測）超時及同軸電纜診斷字故障進行邏輯優化消除。主要優化思路為：在程序中將HandShake握手延時判斷從2s修改至4s;將AB網正常判斷條件在由與改為或邏輯。

2.5 對存在隱患的設備、模塊進行更換或升級改造

①學習、分析其他站場同類型機組運行經驗，對運行時間較長作業區的機組模塊故障進行重點分析，摸清其故障規律，預判本作業區同類型模塊故障，進行提前采購更換或升級改造;②西二線烏蘇站西門子機組多次發生可調導向葉片卡阻現象，人為無法盤動可調葉片導環，經檢查分析發現可調葉片轉動間隙累積較多黑粉雜質，阻塞葉片轉動;同時對在用國產入口濾芯進行檢測，發現其過濾能力與原裝進口濾芯相差甚遠。針對此問題采取措施如下：a.將對三臺機組入口濾芯統一更換為原裝進口濾芯，并定期對可調導葉內雜質進行清洗;b.優化燃機水洗作業：首先將混合液溫度加熱至60度（操作規程未對混合液溫度進行要求），再進行水洗作業;其次將一年一次的燃機水洗周期調整為一年兩次;③選擇一臺機組控制系統進行升級并做試點觀察;④西三線沈鼓壓縮機組潤滑油管路流量計改型優化。

3 結束語

壓縮機平均無故障時間是壓縮機管理水平的體現，要想提升平均無故障時間則需對壓縮機組管理進行全面提升，從最基礎的接線檢查到整個機組控制程序全面優化。本文所述的提升措施雖然無法杜絕故障停機的發生，但能有效減少故障停機次數，從而提升壓縮機平均無故障時間。

參考文獻：

[1]沈陽鼓風機集團自動控制系統工程有限公司.西氣東輸項目控制系統操作與維護手冊[Z].2013.