曹松 郭秀萍 胡進(jìn)旭（中國石油慶陽石化公司，甘肅 慶陽 745002）

往復(fù)壓縮機(jī)由于壓力范圍廣、壓縮效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，在煉油化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛。但因往復(fù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動方式較為復(fù)雜且易損件較多，使其在生產(chǎn)過程中故障頻發(fā)，對企業(yè)的平穩(wěn)生產(chǎn)及長周期安全運(yùn)行帶來影響。根本原因就是對往復(fù)壓縮機(jī)預(yù)知性維修工作不到位，管理、技術(shù)人員沒有實(shí)時掌握壓縮機(jī)的運(yùn)行狀況。

為了能夠讓管理技術(shù)人員實(shí)時掌握壓縮機(jī)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)往復(fù)壓縮機(jī)的預(yù)知性維修，保障其安全、高效、平穩(wěn)及長周期運(yùn)行。結(jié)合往復(fù)壓縮機(jī)的常見故障模式，西北某石化公司二聯(lián)合運(yùn)行部率先引進(jìn)往復(fù)壓縮機(jī)在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的預(yù)知狀態(tài)維修，給裝置的安全生產(chǎn)和長周期運(yùn)行提供了可靠的保障。

1 BH5000R在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)簡介

BH5000R在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是一個多功能信息采集、分析、處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對往復(fù)壓縮機(jī)的殼體振動、氣閥溫度、十字頭振動、活塞桿軌跡及沉降偏擺等參量進(jìn)行在線實(shí)時數(shù)據(jù)采集，經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、在線參數(shù)波形顯示、趨勢分析、故障診斷及報表生成來實(shí)現(xiàn)機(jī)組的在線監(jiān)測和故障分析。

1.1 框架結(jié)構(gòu)

BH5000R在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是基于客戶端插件化設(shè)計(jì)思想的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測預(yù)警及診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有二層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，包括監(jiān)測站級服務(wù)器和公司級服務(wù)器，可將現(xiàn)場監(jiān)測到的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送至任何地方，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專家會診。

1.2 系統(tǒng)組成

如下圖所示，BH5000R在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件主要包括：傳感器及前置器部分、現(xiàn)場防爆箱、信號電纜部分、安全隔離系統(tǒng)、信息采集及處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等部分。

1.3 監(jiān)測手段

本系統(tǒng)主要有曲軸箱振動、鍵相信號、閥門溫度、活塞桿沉降、氣缸動態(tài)壓力及十字頭撞擊6類監(jiān)測信號。將帶有磁座的熱電阻吸貼在氣閥外部，測量進(jìn)、排氣閥的溫度，對氣閥進(jìn)行故障監(jiān)測。采用電渦流傳感器測量活塞桿位置，可以對壓縮機(jī)活塞環(huán)、支撐環(huán)及十字頭等故障做出判斷。

采用加速度傳感器測量十字頭處的撞擊信號，來實(shí)現(xiàn)對拉缸、水擊及連接螺栓松動等撞擊類故障進(jìn)行監(jiān)測。曲軸箱振動采用加速度傳感器，用來測量振動加速度、速度信號，對機(jī)身振動等故障進(jìn)行監(jiān)測。鍵相信號測量采用電渦流傳感器，一般在飛輪處安裝，提供信號采集觸發(fā)，作為故障診斷參考。

2 應(yīng)用案例

案例一：西北某石化公司60萬噸/年催化重整裝置三臺重整氫壓縮機(jī)是2D80型對稱平衡型壓縮機(jī)組，介質(zhì)為H2，排氣壓力2.65MPa，三臺機(jī)組兩開一備。該機(jī)組長期存在振動大、介質(zhì)帶液、排氣溫度高等現(xiàn)象，存在極大的安全隱患，同時需要經(jīng)常對機(jī)組切換檢修，對裝置的平穩(wěn)運(yùn)行帶來了較大影響。2012年6月對該壓縮機(jī)進(jìn)行BH5000R在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)安裝，通過對曲軸箱振動、活塞桿沉降/偏擺及氣閥溫度等進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測。2012年12月16日開始，該機(jī)組二級氣缸振動顯著加劇。使用BH5000R系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)分析，如下圖所示,發(fā)現(xiàn)二級氣缸振動歷史趨勢呈上升狀態(tài)，12月29日殼體振動峰值由26.29m/s2上升至53.65m/s2，逼近報警值60m/s2。歷史波形圖顯示在整個工作周期內(nèi)氣閥工作角度上振動幅值增大。

該機(jī)組二級氣缸活塞桿沉降圖譜無明顯變化，說明氣缸內(nèi)部及十字頭部位運(yùn)行正常。因此判斷二級氣缸出現(xiàn)振動異常是由于氣閥原因造成，氣閥在工作過程中閥片與閥座發(fā)生反復(fù)強(qiáng)烈撞擊，使二級氣缸殼體振動明顯增大。

3月7日停機(jī)檢修，發(fā)現(xiàn)二級氣缸5#、6#吸氣閥閥片損壞，這與BH5000R系統(tǒng)監(jiān)測該機(jī)組二級氣缸振動大是由于氣閥原因造成的結(jié)論相符。隨即組織檢修人員進(jìn)行氣閥更換，3月11日檢修后開車振動將至25 m/s2左右，機(jī)組運(yùn)行正常。

案例二：2013.11.01-11.08，西北某石化公司預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)組（203-K-101A/B）排氣閥溫度超標(biāo)、出口流量由31000Nm3/h降至24000Nm3/h，機(jī)組無法正常運(yùn)行、不能滿足工藝生產(chǎn)要求。

BH5000R在線監(jiān)測系統(tǒng)第一時間作出預(yù)警，壓縮機(jī)排氣溫度達(dá)到65℃。運(yùn)行部組織對兩臺機(jī)組進(jìn)排氣閥、進(jìn)口過濾器、出口單向閥進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)由于工藝介質(zhì)氫氣帶有銨鹽，使壓縮機(jī)排氣閥無法正常工作。

隨后組織對工藝系統(tǒng)進(jìn)行注水清洗、對壓縮機(jī)進(jìn)排氣閥進(jìn)行維修更換。目前，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、裝置生產(chǎn)正常。

3 結(jié)語

上述案例分析準(zhǔn)確反應(yīng)了BH5000R在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可對往復(fù)壓縮機(jī)組的進(jìn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)組的預(yù)知性維修，有效避免機(jī)組如振動大、介質(zhì)帶液水擊、拉缸等重大事故的發(fā)生，對裝置的安全生產(chǎn)和長周期運(yùn)行提供了可靠的保障。

[1]劉衛(wèi)華，郁永章.往復(fù)式壓縮機(jī)故障分析及智能診斷系統(tǒng)[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2000.

[2]王樂勤，師樹才等.國內(nèi)大型往復(fù)活塞式壓縮機(jī)組在線監(jiān)控技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].流體機(jī)械，2000.

[3]楊國安.機(jī)械設(shè)備故障診斷實(shí)用技術(shù)[M].北京；中國石化出版社，2007.