【壓縮機網(wǎng)】壓縮機組作為石化企業(yè)重要的動(dòng)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)的穩定發(fā)展具有極其重要的意義，深入開(kāi)展石化企業(yè)大型壓縮機組平穩運行研究十分必要。本文從大型壓縮機組狀態(tài)監測、運行參數適宜性、點(diǎn)檢管理等方面來(lái)探討大型機組平穩運行與健康管理方法，指出通過(guò)加強機組運行數據監測與分析、現場(chǎng)檢查來(lái)提高大型機組運行管理水平。

　　文/蘭州石化公司動(dòng)力廠(chǎng)空分車(chē)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備群是動(dòng)設備的“心臟”，由透平、壓縮機等高速旋轉機械為主機、中小型機泵為輔機構成，其運行轉速高、故障危害大、主輔機狀態(tài)關(guān)聯(lián)程度大，一直是監測診斷技術(shù)研究的重點(diǎn)對象。大型壓縮機組設備群是典型的復雜機電系統，傳統以設備或測點(diǎn)為對象的監測診斷技術(shù)難以滿(mǎn)足其安全保障要求。大型壓縮機組設備群的故障預測和健康管理技術(shù)，融合早期故障預測和綜合診斷技術(shù)，研究設備群故障的分層次診斷方法和健康狀態(tài)管理技術(shù)，實(shí)現主輔機診斷一體化、監控信息共享化、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解決方案。

　　2 狀態(tài)監測系統應用

　　蘭州石化公司在空分車(chē)間離心機組建立了在線(xiàn)狀態(tài)監測系統。同時(shí)實(shí)現公司網(wǎng)絡(luò )系統與狀態(tài)監測專(zhuān)家診斷系統的互聯(lián)互通，使不同層面大型機組操作人員、管理人員和狀態(tài)監測診斷專(zhuān)家實(shí)現大型機組狀態(tài)監測信息的共享。

　　2.1 狀態(tài)監測與故障診斷

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

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

　　通過(guò)設備狀態(tài)數據庫、知識庫、設備檔案和精密診斷的數據流入進(jìn)行診斷決策，從而生成維修申請數據，做到對設備故障能早發(fā)現、早診斷和早預防，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(gè)或某些機械測量參數發(fā)生較大變化甚至報警，應先判斷是否真的發(fā)生了故障，是否為工藝系統波動(dòng)或儀表失靈所造成的假象。由于工藝系統波動(dòng)或操作不當 （特別是在開(kāi)車(chē)或工藝負荷調整的過(guò)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變化就輕易判斷機組發(fā)生了機械故障，而應該根據系統、儀表、運行、現場(chǎng)等多方面情況進(jìn)行綜合判斷。判斷機組故障應從以下方面逐一排查：

　?。?）查看現場(chǎng)有無(wú)人可直接感受到的異?，F象；

　?。?）查詢(xún)故障發(fā)生時(shí)生產(chǎn)工藝系統有無(wú)大的波動(dòng)或調整；

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

　?。?）查看相關(guān)的運行參數有無(wú)相應的變化；

　?。?）收集并整理可能引起故障的信息；

　?。?）建立故障樹(shù)進(jìn)行綜合評價(jià)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(shí)對正常運行機組多體驗，遇到故障發(fā)生時(shí)才會(huì )根據故障實(shí)際情況加以分析診斷；同時(shí)需要加強日常數據的收集整理，包括工藝系統、運行、檢修方面的各種信息，甚至設備的原理、結構、型號、歷史故障等等，并建立參數對比圖表；然后對所收集的信息進(jìn)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(diǎn)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)監測與預知維修案例

　　通過(guò)狀態(tài)監測系統可以預知大型機組故障，故障診斷專(zhuān)家通過(guò)網(wǎng)絡(luò )向運行裝置發(fā)布監測周報或月報，以使機組管理人員掌握機組運行狀態(tài)，及時(shí)維護或維修。通過(guò)狀態(tài)監測實(shí)施的往復氫氣壓縮機組預知維修案例：車(chē)間設備管理人員發(fā)現壓縮機在線(xiàn)監測系統氣缸、活塞桿沉降量逐漸增大，缸體振動(dòng)出現間歇性突變，于是組織切換備用機。

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

　　根據本次鋼板斷裂的外觀(guān)形態(tài)，所處工況，設備材質(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(jìn)行重新設計選型，使用316不銹鋼換熱器，增加耐腐蝕性。二是通過(guò)和藥劑服務(wù)商展開(kāi)水質(zhì)管控技術(shù)交流，從藥劑配方、投加方案、設備材質(zhì)等方面分析上述因素對于換熱器的結垢和腐蝕產(chǎn)生的影響，并提出改進(jìn)措施。三是積極與該離心式壓縮機廠(chǎng)家技術(shù)人員聯(lián)系，確定壓縮機風(fēng)溫超低限運行的危害，如風(fēng)險可控，則在新?lián)Q熱器投用時(shí)，開(kāi)大中冷器上水閥門(mén)，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 運行參數適宜性管理

　　大型機組狀態(tài)監測系統雖然能夠針對機組已經(jīng)發(fā)生或即將發(fā)生的故障進(jìn)行數據分析和在線(xiàn)診斷，但設備故障發(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(guò)狀態(tài)監測系統也是無(wú)法監測到的，而且部分監測分析后的結果盡管可以避免事故發(fā)生，但在參數適宜性方面對機組長(cháng)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適宜性管理，為此需針對裝置運行參數和設備完整性進(jìn)行全面排查和梳理。

 

　　4 大型機組點(diǎn)檢管理

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

　　5 結論

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

 

　　參考文獻

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

　　[2] 呂琛. 故障診斷與預測——原理、技術(shù)及應用[M]. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2012.

　　作者簡(jiǎn)介

　　周富俊，男，1973年，甘肅景泰人。大學(xué)本科，工程師，蘭州石化公司動(dòng)力廠(chǎng)空分車(chē)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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