【壓縮機網】壓縮機組作為石化企業重要的動力源，故障的發生將造成重大的經濟損失或人員傷亡。因此，保證壓縮機組安全運行對企業的穩定發展具有極其重要的意義，深入開展石化企業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監測、運行參數適宜性、點檢管理等方面來探討大型機組平穩運行與健康管理方法，指出通過加強機組運行數據監測與分析、現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

　　石化生產中，以大型壓縮機組為中心的設備群是動設備的“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、主輔機狀態關聯程度大，一直是監測診斷技術研究的重點對象。大型壓縮機組設備群是典型的復雜機電系統，傳統以設備或測點為對象的監測診斷技術難以滿足其安全保障要求。大型壓縮機組設備群的故障預測和健康管理技術，融合早期故障預測和綜合診斷技術，研究設備群故障的分層次診斷方法和健康狀態管理技術，實現主輔機診斷一體化、監控信息共享化、生產資源利用最大化，為石化企業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 狀態監測系統應用

　　蘭州石化公司在空分車間離心機組建立了在線狀態監測系統。同時實現公司網絡系統與狀態監測專家診斷系統的互聯互通，使不同層面大型機組操作人員、管理人員和狀態監測診斷專家實現大型機組狀態監測信息的共享。

　　2.1 狀態監測與故障診斷

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

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

　　通過設備狀態數據庫、知識庫、設備檔案和精密診斷的數據流入進行診斷決策，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

　　機組某個或某些機械測量參數發生較大變化甚至報警，應先判斷是否真的發生了故障，是否為工藝系統波動或儀表失靈所造成的假象。由于工藝系統波動或操作不當 （特別是在開車或工藝負荷調整的過程中） 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變化就輕易判斷機組發生了機械故障，而應該根據系統、儀表、運行、現場等多方面情況進行綜合判斷。判斷機組故障應從以下方面逐一排查：

　　（1）查看現場有無人可直接感受到的異常現象；

　　（2）查詢故障發生時生產工藝系統有無大的波動或調整；

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

　　（4）查看相關的運行參數有無相應的變化；

　　（5）收集并整理可能引起故障的信息；

　　（6）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，積累經驗，平時對正常運行機組多體驗，遇到故障發生時才會根據故障實際情況加以分析診斷；同時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行篩選，刪除本身正確、正常、未發生變化的信息；最后對剩下的疑點信息采用排除法，特別要注意排除因發生故障所連帶產生的異常現象，逐一去偽存真，從而找出導致故障發生的真正原因。

　　2.3 狀態監測與預知維修案例

　　通過狀態監測系統可以預知大型機組故障，故障診斷專家通過網絡向運行裝置發布監測周報或月報，以使機組管理人員掌握機組運行狀態，及時維護或維修。通過狀態監測實施的往復氫氣壓縮機組預知維修案例：車間設備管理人員發現壓縮機在線監測系統氣缸、活塞桿沉降量逐漸增大，缸體振動出現間歇性突變，于是組織切換備用機。

　　2016年某月某日，狀態監測顯示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現：設計厚度為0.5mm，材質為304不銹鋼的環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形鋼板碎片，如圖1。

　　根據本次鋼板斷裂的外觀形態，所處工況，設備材質等因素綜合考慮，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，對13#壓縮機一級中冷器進行重新設計選型，使用316不銹鋼換熱器，增加耐腐蝕性。二是通過和藥劑服務商展開水質管控技術交流，從藥劑配方、投加方案、設備材質等方面分析上述因素對于換熱器的結垢和腐蝕產生的影響，并提出改進措施。三是積極與該離心式壓縮機廠家技術人員聯系，確定壓縮機風溫超低限運行的危害，如風險可控，則在新換熱器投用時，開大中冷器上水閥門，保證換熱器循環水高壓力、高流量運行，防止雜質沉積情況。

 

　　3 運行參數適宜性管理

　　大型機組狀態監測系統雖然能夠針對機組已經發生或即將發生的故障進行數據分析和在線診斷，但設備故障發生的原因往往是運行條件發生變化而產生的，例如機組壓縮介質組成、氣體密度等。往往這些變化是逐漸、微小和反復的，通過狀態監測系統也是無法監測到的，而且部分監測分析后的結果盡管可以避免事故發生，但在參數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適宜性管理，為此需針對裝置運行參數和設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方面，機組運行質量還需要有效的管理方法。點檢管理是煉油企業大型機組管理的一個重要方法。點檢管理是為了維持生產設備的原有性能，通過人的感官或簡單的工具、儀器，按照預先設定的周期和方法，對設備上的規定部位（點）進行有無異常的預防性周密檢查的過程，以使設備的隱患和缺陷能夠得到早期的發現，進而早期預防，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。它要求按規定的檢查周期和方法對設備進行預防性檢查，取得準確的設備狀態情報，制訂有效的維修對策，并在適當的時間里進行恰當的維修，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生故障之前，使設備始終處于最佳狀態。其實質就是以預防維修為基礎、以點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、技術及應用[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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