石油化工裝置往復式壓縮機故障停機原因排查與分析

朱正東

摘 要：以某廠某加氫裝置往復式新氫壓縮機聯鎖停機后對停機原因進行排查分析為例，對往復式壓縮機故障停機的原因排查方法進行探討。

關鍵詞：往復式壓縮機;故障停機;原因排查

一.行業現狀

往復式壓縮機具有性能穩定，驅動性能高，排量范圍廣，升壓高[1]等優點，因此廣泛應用于石油化工行業中。近年來國內煉油和化工規模迅速擴大，大型往復式壓縮機現存規模也不斷擴大，但因為往復式壓縮機結構復雜，加上各種輔助系統越來越多，設置的相關聯鎖也逐步增多，在方便操作控制的同時也為故障聯鎖停機的原因排查帶來了新的困難。而如果不能準確找到原因，則可能使得其連續出現故障，進而嚴重阻礙石油化工企業的高可持續生產，降低生產效率。因此企業設備管理人員和維修技術人員就需要具備科學合理的故障診斷和分析能力，進而快速找到故障原因，迅速排除故障，保證裝置生產的安全高效運行。

二.案例分析

1.事件經過

某日4時31分，某廠某加氫裝置新氫壓縮機K101C聯鎖停機，MCS顯示VT1804A機身振動聯鎖。當班班組緊急啟動備用壓縮機K101A，至4時40分，K101A機正常啟動，裝置有序恢復了正常生產。

2.原因排查

停機事件發生后，屬地單位聯合動、電、儀專業維保對K101C停機的原因進行了排查：

電氣方面：MCS顯示為機身振動聯鎖停機，檢查停機綜保信息顯示外部聯鎖信號停機，排除電氣方面原因。

動設備方面：因MCS顯示為機身振動聯鎖停機，因此對K101C機組進行了盤車并對活塞桿跳動值進行了測量（見表1），經過測量，各級活塞桿跳動均處于正常范圍內，并且檢查十字頭法蘭及螺栓均沒有松動，排除因機械故障導致的停機。

儀表方面：從MCS系統SOE上可以看到在4時31分51秒的時候機身振動信號VT1804A第一次出現高高聯鎖信號，由于該信號有2秒延時，在4時31分53秒的時候機身振動信號VT1804A依然存在高高聯鎖信號，從而觸發聯鎖停機。

聯鎖停機后，儀表人員進行了針對性的檢查：1）檢查現場機身振動探頭，沒有發現探頭有故障現象。2）檢查機身振動探頭至機柜間的回路接線，沒有發現接線松動現象。3）檢查機身振動探頭VT1804A的歷史趨勢，發現在趨勢圖上該探頭的趨勢到停機的時刻一直平穩，沒有達到聯鎖值。

4）在現場輕輕敲擊機身振動探頭，從趨勢圖上觀察到有明顯的跳動現象，說明探頭及回路正常。

5）分析該機身振動探頭的信號流程如下（圖 1）：

機身振動探頭接入3500軸系儀表系統之后，在3500系統內進行判斷，如果機身振動值達到聯鎖值，由3500系統的繼電器卡發出一路DO觸點信號進入MCS系統，MCS系統DI卡接收該信號后進行邏輯運算并發出聯鎖停機信號;另外3500系統與MCS系統之間有數字通訊連接，把機身振動等軸系信號的數值傳送到MCS系統進行顯示和趨勢記錄。查看停機時MCS的歷史趨勢，發現探頭的值一直沒有達到聯鎖值，但用于聯鎖停機的DO觸點信號已經觸發，從探頭的敲擊試驗結果來看，3500系統的繼電器卡發出的DO觸點信號正常，沒有故障。6）檢查MCS系統的DI卡，發現用于接收機身振動聯鎖停機的卡件有故障燈亮報警。DCS班檢查發現4時31分51秒時，MCS系統接到機身振動信號VT1804A_TRIP變為0，造成壓縮機K101C聯鎖動作，導致壓縮機停機。隨后0.07秒，該信號變為1。從4時31分至5時04分，該聯鎖信號重復出現13次。初步懷疑為該通道硬件故障或接線端子松動。調取控制系統硬件報警信息顯示在4時31分58秒和4時32分27秒時，該機身振動信號所在卡件第27及28通道有故障報警。經檢查機身振動信號使用該卡件第28通道。因聯鎖停機時間與卡件報警時間相差7秒，且在該卡件報警值前系統運行平穩，無其他信號及硬件報警。卡件報警后，該通道信號反復波動13次。判斷為卡件故障導致本次機組聯鎖停機。

三.故障排查方法

石化等連續生產行業，往復式壓縮機是關鍵機組，在故障停機后要及時找出停機原因并且及時修復解決，否則當在運機再出故障時將無備機可用，直接造成裝置無法正常運行甚至停工。因此當發生類似故障時，我們一定要有系統的分析方法，以最快的速度找到停機的真正原因。

第一時間查看停機原因和相關報警，找到聯鎖的觸發點。根據上下游和系統其他參數判斷：是機組非正常運行導致聯鎖停機、是儀表故障、還是其他原因。

1.通過系統其他相關參數判斷是機組非正常運行而正常觸發聯鎖，則根據聯鎖原因組織檢修或者投入備用。

2.若判斷為儀表故障，則檢查和處理該儀表。（1）.若該表恢復正常，則是舊表故障。（2）.若仍不正常，則檢查現場，機柜間等各處接頭是否存在松動、進水、斷線等情況。

3.若根據上下游和系統其他參數不能判斷觸發聯鎖的儀表是否準確，則查看歷史趨勢。（1）.若儀表趨勢出現大幅波動且到達聯鎖值，則采取現場試驗的辦法檢查儀表是否指示真值。1）.若試驗時儀表正常指示，則確定機組確實存在相應故障，及時組織檢查或檢修。2）.若試驗時指示不準，則儀表故障，則檢查和處理該儀表。若該表恢復正常，則是舊表故障;若仍不正常，則檢查各處接頭是否松動或者斷線，接線盒是否進水等情況。（2）.若記錄趨勢正常無波動，則現場測試，看該表是否正常。若試驗有趨勢且正常，則可能是MCS系統或者相關卡件硬件故障，則組織相應檢查。

四.結語

面對往復式壓縮機停機時，我們要有系統的分析能力，要綜合各方面考慮，及時找到停機原因，排除故障，提高問題處理的時效性，努力將對生產的影響降到最低。

參考文獻：

[1]張建宇.往復式壓縮機故障診斷技術探析[J]中國設備工程，（2021）02（上）：183-184