【壓縮機網(wǎng)】壓縮機組作為石化企業(yè)重要的動力源，故障的發(fā)生將造成重大的經(jīng)濟損失或人員傷亡。因此，保證壓縮機組安全運行對企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有極其重要的意義，深入開展石化企業(yè)大型壓縮機組平穩(wěn)運行研究十分必要。本文從大型壓縮機組狀態(tài)監(jiān)測、運行參數(shù)適宜性、點檢管理等方面來探討大型機組平穩(wěn)運行與健康管理方法，指出通過加強機組運行數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析、現(xiàn)場檢查來提高大型機組運行管理水平。

　　文/蘭州石化公司動力廠空分車間 周富俊

 

　　1 引言

　　石化生產(chǎn)中，以大型壓縮機組為中心的設(shè)備群是動設(shè)備的“心臟”，由透平、壓縮機等高速旋轉(zhuǎn)機械為主機、中小型機泵為輔機構(gòu)成，其運行轉(zhuǎn)速高、故障危害大、主輔機狀態(tài)關(guān)聯(lián)程度大，一直是監(jiān)測診斷技術(shù)研究的重點對象。大型壓縮機組設(shè)備群是典型的復雜機電系統(tǒng)，傳統(tǒng)以設(shè)備或測點為對象的監(jiān)測診斷技術(shù)難以滿足其安全保障要求。大型壓縮機組設(shè)備群的故障預(yù)測和健康管理技術(shù)，融合早期故障預(yù)測和綜合診斷技術(shù)，研究設(shè)備群故障的分層次診斷方法和健康狀態(tài)管理技術(shù)，實現(xiàn)主輔機診斷一體化、監(jiān)控信息共享化、生產(chǎn)資源利用最大化，為石化企業(yè)提供一套全生命周期的壓縮機組故障診斷和健康管理系統(tǒng)解決方案。

　　2 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用

　　蘭州石化公司在空分車間離心機組建立了在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。同時實現(xiàn)公司網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與狀態(tài)監(jiān)測專家診斷系統(tǒng)的互聯(lián)互通，使不同層面大型機組操作人員、管理人員和狀態(tài)監(jiān)測診斷專家實現(xiàn)大型機組狀態(tài)監(jiān)測信息的共享。

　　2.1 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

　　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)是一種了解和掌握設(shè)備在使用過程中的狀態(tài)、判斷其整體或局部是否正常，及早發(fā)現(xiàn)故障及其原因并預(yù)測故障發(fā)展趨勢的技術(shù)。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和預(yù)測發(fā)展趨勢等幾個方面。

　　在故障預(yù)測與健康管理當中，其關(guān)鍵的技術(shù)涉及到早期故障預(yù)示技術(shù)、綜合故障診斷技術(shù)等，每項技術(shù)對大型壓縮機設(shè)備群可能存在的故障及健康問題都有針對性識別的作用，對設(shè)備后期安全運行具有十分重要的意義。

　　通過設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫、知識庫、設(shè)備檔案和精密診斷的數(shù)據(jù)流入進行診斷決策，從而生成維修申請數(shù)據(jù)，做到對設(shè)備故障能早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早預(yù)防，以消除嚴重故障，減少一般故障。

　　2.2 大型機組故障分析

　　機組某個或某些機械測量參數(shù)發(fā)生較大變化甚至報警，應(yīng)先判斷是否真的發(fā)生了故障，是否為工藝系統(tǒng)波動或儀表失靈所造成的假象。由于工藝系統(tǒng)波動或操作不當 （特別是在開車或工藝負荷調(diào)整的過程中） 以及儀表失靈在機組運行故障事件中所占的比例較大，因此不要因測量參數(shù)變化就輕易判斷機組發(fā)生了機械故障，而應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)、儀表、運行、現(xiàn)場等多方面情況進行綜合判斷。判斷機組故障應(yīng)從以下方面逐一排查：

　?。?）查看現(xiàn)場有無人可直接感受到的異?，F(xiàn)象；

　?。?）查詢故障發(fā)生時生產(chǎn)工藝系統(tǒng)有無大的波動或調(diào)整；

　?。?） 查看探頭的間隙電壓是否真實可信 （即顯示參數(shù)是否為真實測量參數(shù)）；

　　（4）查看相關(guān)的運行參數(shù)有無相應(yīng)的變化；

　?。?）收集并整理可能引起故障的信息；

　?。?）建立故障樹進行綜合評價分析。

　　當然要做好故障分析需要掌握機組日常運行情況，積累經(jīng)驗，平時對正常運行機組多體驗，遇到故障發(fā)生時才會根據(jù)故障實際情況加以分析診斷；同時需要加強日常數(shù)據(jù)的收集整理，包括工藝系統(tǒng)、運行、檢修方面的各種信息，甚至設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、型號、歷史故障等等，并建立參數(shù)對比圖表；然后對所收集的信息進行篩選，刪除本身正確、正常、未發(fā)生變化的信息；最后對剩下的疑點信息采用排除法，特別要注意排除因發(fā)生故障所連帶產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象，逐一去偽存真，從而找出導致故障發(fā)生的真正原因。

　　2.3 狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)知維修案例

　　通過狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以預(yù)知大型機組故障，故障診斷專家通過網(wǎng)絡(luò)向運行裝置發(fā)布監(jiān)測周報或月報，以使機組管理人員掌握機組運行狀態(tài)，及時維護或維修。通過狀態(tài)監(jiān)測實施的往復氫氣壓縮機組預(yù)知維修案例：車間設(shè)備管理人員發(fā)現(xiàn)壓縮機在線監(jiān)測系統(tǒng)氣缸、活塞桿沉降量逐漸增大，缸體振動出現(xiàn)間歇性突變，于是組織切換備用機。

　　2016年某月某日，狀態(tài)監(jiān)測顯示13#壓縮機一級振動波動較大，立即停機檢查。打開13#壓縮機一級中冷器發(fā)現(xiàn)：設(shè)計厚度為0.5mm，材質(zhì)為304不銹鋼的環(huán)形鋼板出現(xiàn)部分斷裂與缺失，缺失部分占導流板總面積的1/5左右，換熱器釜腔內(nèi)殘存部分環(huán)形鋼板碎片，如圖1。

　　根據(jù)本次鋼板斷裂的外觀形態(tài)，所處工況，設(shè)備材質(zhì)等因素綜合考慮，初步判斷，造成本次13#壓縮機一級空冷器環(huán)形鋼板斷裂缺損的主要原因為：不銹鋼應(yīng)力腐蝕破壞。處理措施：一是更換材質(zhì)，對13#壓縮機一級中冷器進行重新設(shè)計選型，使用316不銹鋼換熱器，增加耐腐蝕性。二是通過和藥劑服務(wù)商展開水質(zhì)管控技術(shù)交流，從藥劑配方、投加方案、設(shè)備材質(zhì)等方面分析上述因素對于換熱器的結(jié)垢和腐蝕產(chǎn)生的影響，并提出改進措施。三是積極與該離心式壓縮機廠家技術(shù)人員聯(lián)系，確定壓縮機風溫超低限運行的危害，如風險可控，則在新?lián)Q熱器投用時，開大中冷器上水閥門，保證換熱器循環(huán)水高壓力、高流量運行，防止雜質(zhì)沉積情況。

 

　　3 運行參數(shù)適宜性管理

　　大型機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)雖然能夠針對機組已經(jīng)發(fā)生或即將發(fā)生的故障進行數(shù)據(jù)分析和在線診斷，但設(shè)備故障發(fā)生的原因往往是運行條件發(fā)生變化而產(chǎn)生的，例如機組壓縮介質(zhì)組成、氣體密度等。往往這些變化是逐漸、微小和反復的，通過狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)也是無法監(jiān)測到的，而且部分監(jiān)測分析后的結(jié)果盡管可以避免事故發(fā)生，但在參數(shù)適宜性方面對機組長周期運行指導意義并不理想。因此，大型機組運行管理必須建立運行參數(shù)適宜性管理，為此需針對裝置運行參數(shù)和設(shè)備完整性進行全面排查和梳理。

 

　　4 大型機組點檢管理

　　雖然大型機組狀態(tài)監(jiān)測為裝置大型機組提供了有效的監(jiān)控手段，但它依然只是機組運行管理的一個方面，機組運行質(zhì)量還需要有效的管理方法。點檢管理是煉油企業(yè)大型機組管理的一個重要方法。點檢管理是為了維持生產(chǎn)設(shè)備的原有性能，通過人的感官或簡單的工具、儀器，按照預(yù)先設(shè)定的周期和方法，對設(shè)備上的規(guī)定部位（點）進行有無異常的預(yù)防性周密檢查的過程，以使設(shè)備的隱患和缺陷能夠得到早期的發(fā)現(xiàn)，進而早期預(yù)防，早期處理。點檢定修制是一套加以制度化的、比較完善的科學管理方式。它要求按規(guī)定的檢查周期和方法對設(shè)備進行預(yù)防性檢查，取得準確的設(shè)備狀態(tài)情報，制訂有效的維修對策，并在適當?shù)臅r間里進行恰當?shù)木S修，以有限的人力完成設(shè)備所需要的全部檢修工作量，把維修工作做在設(shè)備發(fā)生故障之前，使設(shè)備始終處于最佳狀態(tài)。其實質(zhì)就是以預(yù)防維修為基礎(chǔ)、以點檢為核心的全員維修制度。

　　5 結(jié)論

　　在大型壓縮機組設(shè)備群的故障預(yù)測與健康管理技術(shù)支持下，大型壓縮機組設(shè)備群的運行安全性以及可靠性能夠得到較好的提高，設(shè)備發(fā)生故障的概率也能極大降低，從而降低設(shè)備的維修及養(yǎng)護成本。

 

　　參考文獻

　　[1] 徐光華，高建民，劉彈，等 . 大型壓縮機組設(shè)備群的故障預(yù)測與健康管理 [J]. 控制工程，2010，（S1）：140-146+151.

　　[2] 呂琛. 故障診斷與預(yù)測——原理、技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京: 北京航空航天大學出版社, 2012.

　　作者簡介

　　周富俊，男，1973年，甘肅景泰人。大學本科，工程師，蘭州石化公司動力廠空分車間，1997年參加工作，一直從事離心壓縮機運行維護工作。

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