離心式空氣壓縮機(jī)非計(jì)劃停機(jī)原因分析及應(yīng)對(duì)措施

李彥剛 楊道遠(yuǎn)

摘要：我廠空壓站裝置安裝有4 臺(tái)三級(jí)離心式空氣壓縮機(jī)，均為進(jìn)口機(jī)型，主要為石化公司東區(qū)煉油裝置工業(yè)風(fēng)、儀表風(fēng)系統(tǒng)提供壓縮空氣。本文主要統(tǒng)計(jì)分析了2014年以來(lái)4 臺(tái)壓縮機(jī)組各類(lèi)非計(jì)劃停機(jī)的原因，論述了針對(duì)電氣、振動(dòng)聯(lián)鎖、溫度聯(lián)鎖等不同停機(jī)原因制定實(shí)施的不同應(yīng)對(duì)措施，以及措施實(shí)施后的效果驗(yàn)證，在一定程度上有效降低了壓縮機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)，保證了空壓裝置的長(zhǎng)周期安穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī);停機(jī)原因;電氣;聯(lián)鎖

1壓縮機(jī)組簡(jiǎn)介

空壓站總共有4 臺(tái)三級(jí)離心式壓縮機(jī)，均為進(jìn)口機(jī)型，主要信息詳見(jiàn)表1。

4臺(tái)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)入口溫度與出口溫度均為20℃和160℃，設(shè)計(jì)入口壓力均為0.08MPa，其余參數(shù)詳見(jiàn)表2 所示。

2???? 壓縮機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)統(tǒng)計(jì)及原因分析

2.1? 壓縮機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)統(tǒng)計(jì)

2014年以來(lái)空壓站4 臺(tái)壓縮機(jī)組非計(jì)劃停工共20次，按照年分布次數(shù)來(lái)看，2014年 6次為做多、2016年及2017年各有4 次。分機(jī)組來(lái)看，12#機(jī)與13#機(jī)最多，分別是8 次與6 次。

2.2? 壓縮機(jī)非計(jì)劃停機(jī)原因分析

2014年至2019年 4臺(tái)機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)20次，其中3 次為電氣原因停機(jī)，剩余17次都是因?yàn)橛|發(fā)機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)。聯(lián)鎖控制監(jiān)測(cè)的物理狀態(tài)分為三大類(lèi)，即振動(dòng)、溫度和壓力。故障分類(lèi)統(tǒng)計(jì)如表3 所示，振動(dòng)聯(lián)鎖8次，溫度聯(lián)鎖8 次，壓力聯(lián)鎖1 次。

2.2.1????? 電氣原因停機(jī)

電氣原因造成的壓縮機(jī)非計(jì)劃停機(jī)共3 次，一是系統(tǒng)晃電，2019年 7月9 日因外電網(wǎng)110kV1114線路晃電，致使10#機(jī)電流由153A下降至19.23A，造成機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)（聯(lián)鎖值為≤20A），經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)4 臺(tái)機(jī)組只有

10#機(jī)設(shè)有低電流聯(lián)鎖保護(hù);二是電氣系統(tǒng)故障出現(xiàn)系統(tǒng)接地，典型的一

次是2014年 7月 2日，12#壓縮機(jī)主電機(jī)接線盒內(nèi)電纜頭發(fā)熱引起高壓動(dòng)力電纜單相接地，繼而兩相短路崩燒，導(dǎo)致電氣6kV斷路器速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘停機(jī)。

2.2.2????? 振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)

振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)共8 次。其中機(jī)械故障引起停機(jī)3 次，其次是儀表故障

造成的停機(jī)2 次，第三個(gè)原因是系統(tǒng)電網(wǎng)晃電，造成機(jī)組振動(dòng)值變大直至觸發(fā)聯(lián)鎖停機(jī)。

2.2.3????? 溫度聯(lián)鎖停機(jī)

溫度聯(lián)鎖停機(jī)共8 次，均為儀表元器件及信號(hào)電纜故障導(dǎo)致，溫度測(cè)試探頭故障3 次，儀表信號(hào)電纜線虛接4 次，安全柵故障1 次，詳見(jiàn)表4。

2.2.4????? 壓力聯(lián)鎖停機(jī)

壓力聯(lián)鎖停機(jī)共1 次，2019年 7月 10日，8#壓縮機(jī)潤(rùn)滑油油壓突然降低至0.04Mpa（聯(lián)鎖值≤0.06MPa），造成機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查后發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油管線上一接管處斷裂造成，潤(rùn)滑油泄漏導(dǎo)致油壓降低。

3???? 應(yīng)對(duì)措施

3.1? 壓縮機(jī)電機(jī)接線盒內(nèi)電纜連接處溫度的監(jiān)控

在電纜連接處安裝無(wú)線測(cè)溫傳感器，將所測(cè)的溫度信號(hào)傳輸至信號(hào)接收的PC機(jī)中，供實(shí)時(shí)監(jiān)控查看，發(fā)現(xiàn)異常情況可及時(shí)處理。下圖為壓縮機(jī)主電機(jī)接線盒內(nèi)安裝的無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控裝置。

3.2? 振動(dòng)聯(lián)鎖增加延時(shí)設(shè)置降低儀表誤動(dòng)率

因4 臺(tái)機(jī)組當(dāng)前使用的振動(dòng)分析控制系統(tǒng)為本特利3500振動(dòng)檢測(cè)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)外部設(shè)備連接更改振動(dòng)信號(hào)的延時(shí)輸出，所以可在3500振動(dòng)檢測(cè)處理系統(tǒng)的控制命令中通過(guò)增加3 秒延時(shí)設(shè)定，這樣就可以避免機(jī)組因儀表故障等原因振動(dòng)值瞬間上升而導(dǎo)致的聯(lián)鎖停機(jī)。

3.3? 壓縮機(jī)溫度聯(lián)鎖防誤動(dòng)的設(shè)置

根據(jù)被監(jiān)測(cè)對(duì)象溫度變化及PT100溫度傳感器的特性來(lái)說(shuō)，溫度變化是一個(gè)緩慢過(guò)程，不可能出現(xiàn)瞬時(shí)的跳變。所以，可以在CCS控制系統(tǒng)溫度聯(lián)鎖中設(shè)置防溫度突變觸發(fā)聯(lián)鎖的控制方式，以達(dá)到防溫度儀表元器件故障或接線端子虛接帶來(lái)的非計(jì)劃停機(jī)問(wèn)題。具體的做法是，當(dāng)一個(gè)溫度聯(lián)鎖回路采集的溫度信號(hào)在0.5秒內(nèi)的變化率Δt≥6℃時(shí)，認(rèn)為是一個(gè)假信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)切除該回路聯(lián)鎖并報(bào)警。同時(shí)，控制系統(tǒng)還會(huì)判斷溫度突變后的值是否達(dá)到聯(lián)鎖值，如果沒(méi)有達(dá)到聯(lián)鎖值，操作員可以手動(dòng)投入聯(lián)鎖;如果達(dá)到或超過(guò)聯(lián)鎖值，則不能手動(dòng)投入聯(lián)鎖回路。

4???? 措施驗(yàn)證及改進(jìn)建議

4.1? 在線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用

2018年，空壓裝置8#機(jī)、10#機(jī)、13#機(jī)的主電機(jī)接線盒均裝設(shè)了溫度在線監(jiān)測(cè)儀，可以24小時(shí)無(wú)間斷對(duì)接線盒溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，巡檢人員可隨時(shí)調(diào)閱溫度歷史曲線，可隨時(shí)掌握接線盒溫度變化情況，避免了電纜連接處發(fā)熱導(dǎo)致的機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)事故。

同時(shí)也有問(wèn)題需繼續(xù)改進(jìn)，即溫度信號(hào)傳輸信號(hào)不穩(wěn)定，出現(xiàn)信號(hào)無(wú)法傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)中的問(wèn)題，缺乏連續(xù)性和穩(wěn)定性，需廠家進(jìn)一步分析解決。

4.2? 振動(dòng)聯(lián)鎖防誤動(dòng)的應(yīng)用

2018年，振動(dòng)聯(lián)鎖設(shè)定信號(hào)延時(shí)3 秒輸出，自防誤動(dòng)措施采取以來(lái)，系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生過(guò)振動(dòng)信號(hào)誤報(bào)現(xiàn)象，還需長(zhǎng)期觀察。

從2019年 7月的兩次晃電中12#機(jī)反應(yīng)來(lái)看，振動(dòng)聯(lián)鎖防誤動(dòng)設(shè)置有效避免了系統(tǒng)晃電引起的振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。但新的問(wèn)題又出現(xiàn)了，12#機(jī)組在晃電未停機(jī)后一級(jí)、二級(jí)振動(dòng)值均有上升，且運(yùn)行平穩(wěn)后振動(dòng)值無(wú)法恢復(fù)至晃電前的值。由此分析，對(duì)于系統(tǒng)晃電造成機(jī)組振動(dòng)高而停機(jī)的問(wèn)題，不可使用上述振動(dòng)延時(shí)的辦法處理，因?yàn)闄C(jī)組在電壓降低或消失后仍在慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，電氣系統(tǒng)突然來(lái)電，機(jī)組瞬時(shí)由減速改為加速運(yùn)行，會(huì)給機(jī)組軸承帶來(lái)沖擊損傷。

所以，當(dāng)前情況下，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)晃電后壓縮機(jī)來(lái)電自啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將電氣保護(hù)中的電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)不再設(shè)置3 秒的延時(shí)動(dòng)作，或按照10#機(jī)聯(lián)鎖回路設(shè)置低電流聯(lián)鎖，即壓縮機(jī)主電機(jī)電壓或電流降低達(dá)到繼電保護(hù)定值時(shí)，機(jī)組應(yīng)立即停運(yùn)。

4.3? 溫度聯(lián)鎖防誤動(dòng)的應(yīng)用

2019年，利用裝置大檢修契機(jī)，4臺(tái)機(jī)組增加了溫度防誤動(dòng)設(shè)置，儀表維護(hù)人員與裝置管理人員對(duì)改造的43條溫度聯(lián)鎖回路進(jìn)行了一一驗(yàn)證調(diào)試，即模擬瞬時(shí)輸入溫度值，溫度變化Δt≤6℃時(shí)，執(zhí)行原控制原理邏輯;Δt≥6℃時(shí)立即切除聯(lián)鎖并報(bào)警，當(dāng)變化后溫度小于聯(lián)鎖值則可以手動(dòng)投運(yùn)聯(lián)鎖，當(dāng)變化后溫度大于聯(lián)鎖值無(wú)法手動(dòng)投運(yùn)聯(lián)鎖。目前系統(tǒng)一直在穩(wěn)定運(yùn)行，還未發(fā)生過(guò)報(bào)警或聯(lián)鎖切除的情況。

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[5]Honeywell PKS系統(tǒng).版本：R501.

作者簡(jiǎn)介：

李彥剛 男 漢族 甘肅蘭州1983.11.本科工程師電氣

楊道遠(yuǎn) 男 漢族 甘肅蘭州1984.05.本科助理工程師電氣