王新花，王宇

（蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060）

離心壓縮機(jī)作為公用工程風(fēng)氮系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，能否長周期運(yùn)行直接影響著風(fēng)氮系統(tǒng)的安穩(wěn)保供。結(jié)合我廠推行“離散數(shù)據(jù)分析工作法”助力大機(jī)組管理，分析機(jī)組共性、個(gè)性故障規(guī)律。將以往的大機(jī)組故障檢修轉(zhuǎn)變?yōu)椤按髷?shù)據(jù)”指導(dǎo)的預(yù)知維修，同時(shí)分析目前機(jī)組運(yùn)行中存在的問題，通過備件替換、改造措施實(shí)施等，提升機(jī)組抗風(fēng)險(xiǎn)能力，確保整個(gè)壓縮空氣和氮?dú)庀到y(tǒng)的長周期運(yùn)行。

1 機(jī)組離散數(shù)據(jù)分析工作法

通過分析歷年來我廠大機(jī)組非計(jì)劃停工的事件，統(tǒng)計(jì)檢修數(shù)據(jù)，歸納出故障點(diǎn)，繪制該機(jī)組“離散數(shù)據(jù)圖”和“機(jī)組各部件檢修周期圖”梳理機(jī)組各部位的故障發(fā)生頻次，分析機(jī)組共性、個(gè)性故障規(guī)律。將以往的大機(jī)組故障檢修轉(zhuǎn)變?yōu)椤按髷?shù)據(jù)”指導(dǎo)的預(yù)知維修，確保整個(gè)壓縮空氣和氮?dú)庀到y(tǒng)的長周期運(yùn)行。

1.1 機(jī)組檢修離散數(shù)據(jù)分析

匯總5CⅡ200MX3離心壓縮機(jī)自2008～2019年機(jī)組檢修數(shù)據(jù)，積累檢修數(shù)據(jù)共計(jì)75項(xiàng)，找出該機(jī)組故障點(diǎn)分布共計(jì)13個(gè)，查找普遍性檢修規(guī)律，發(fā)現(xiàn)該機(jī)組常發(fā)檢修主要為：電機(jī)清洗、機(jī)組葉輪清洗作業(yè)，級(jí)間冷卻器清洗或更換作業(yè)、儀表探頭更換、除塵器濾筒清掃更換、控制面板更換、油冷器檢修等機(jī)組檢修內(nèi)容。

1.2 機(jī)組檢修原因分析

查找分析發(fā)現(xiàn)，檢修主要有以下原因：（1）電機(jī)清掃作業(yè)：空氣中灰塵等集聚在電機(jī)內(nèi)部附著在電機(jī)定子線圈上，影響電機(jī)散熱，導(dǎo)致機(jī)組定子溫度高。（2）機(jī)組葉輪清洗作業(yè)：機(jī)組葉輪表面結(jié)垢導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)上升，破壞機(jī)組動(dòng)平衡導(dǎo)致。（3）級(jí)間冷卻器清洗或更換作業(yè)：水質(zhì)原因?qū)е录?jí)間換熱器腐蝕結(jié)垢，換熱效率下降致使級(jí)間風(fēng)溫高至報(bào)警值。（4）一次儀表檢修作業(yè)：多由于一次檢測(cè)元件質(zhì)量原因及所處工作環(huán)境影響性能劣化，或日常檢查維護(hù)不到位導(dǎo)致突發(fā)檢測(cè)故障導(dǎo)致。（5）除塵器濾筒清掃更換作業(yè)：屬于機(jī)組日常保養(yǎng)維護(hù)內(nèi)容，根據(jù)除塵器壓差顯示及目視檢查濾筒結(jié)垢情況開展清掃或更換作業(yè)。（6）油冷器檢修作業(yè)：長時(shí)間運(yùn)行后的正常維護(hù)作業(yè)。（7）控制面板更換作業(yè)：由于機(jī)組控制柜設(shè)計(jì)在電機(jī)出風(fēng)口旁，長期經(jīng)受高溫環(huán)境影響，導(dǎo)致電子元器件老化所致。2015年一空異地搬遷DCS升級(jí)項(xiàng)目，取消了機(jī)旁柜設(shè)置，徹底消除了該設(shè)備故障隱患。

1.3 總結(jié)歸納機(jī)組檢修周期合理安排機(jī)組檢修

關(guān)鍵機(jī)組非計(jì)劃損工時(shí)間是我公司重要考核指標(biāo)，有效降低關(guān)鍵機(jī)組非計(jì)劃損工時(shí)間，才能保證大機(jī)組長周期運(yùn)行。通過檢修記錄分析，摸清機(jī)組檢修保養(yǎng)周期，合理安排計(jì)劃檢修保養(yǎng)，可有效降低機(jī)組故障率，減少機(jī)組非計(jì)劃停車次數(shù)。結(jié)合2015～2019年檢修數(shù)據(jù)分析（見表1），該機(jī)組故障停車檢修主要由葉輪清洗作業(yè)、中冷器清洗作業(yè)、儀表誤動(dòng)（風(fēng)壓）等原因造成機(jī)組計(jì)劃、非計(jì)劃停車，是影響機(jī)組長周期運(yùn)行的主要因素。

表1 5CⅡ200MX3離心壓縮機(jī)2015～2019檢修數(shù)據(jù)

通過對(duì)機(jī)組近10年的檢修記錄分析總結(jié)，建立檢修數(shù)據(jù)庫，根據(jù)檢修效果驗(yàn)證對(duì)比，合理制訂檢修相關(guān)專業(yè)檢修周期：（1）電機(jī)吹掃及專業(yè)清洗作業(yè)：根據(jù)機(jī)組運(yùn)行電機(jī)定子溫度變化，原則上每4年進(jìn)行一次專業(yè)清洗，每2年進(jìn)行一次現(xiàn)場(chǎng)吹掃作業(yè)?？筛鶕?jù)電機(jī)定子溫度持續(xù)上升至125℃并還有上升趨勢(shì)時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吹掃，持續(xù)超過135℃時(shí)組織進(jìn)行電機(jī)專業(yè)清洗。（2）葉輪清洗作業(yè)：葉輪檢修周期為1年半且集中在6～9月，需根據(jù)13號(hào)機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)、風(fēng)溫等參數(shù)判斷是否需要提前葉輪清洗作業(yè)。（3）中冷器檢漏清洗作業(yè)：中冷器檢修周期受循環(huán)水對(duì)管束腐蝕情況及密封O型圈老化等影響。一般每年進(jìn)行一次中冷器檢漏清洗工作，可同步安排在葉輪清洗作業(yè)時(shí)同步檢查中冷器泄漏情況，進(jìn)行保壓實(shí)驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)機(jī)組備用期間對(duì)中冷器空氣側(cè)排口的檢查，發(fā)現(xiàn)異常漏水情況，及時(shí)采集水樣進(jìn)行循環(huán)水水樣分析，根據(jù)水樣分析結(jié)果進(jìn)行合理判斷。（4）儀表檢修元器件故障。①振動(dòng)儀表：根據(jù)機(jī)組一、二、三級(jí)振動(dòng)儀表元件更換檢修數(shù)據(jù)分析，探頭的更換周期為3年左右，由于儀表元器件故障多為偶發(fā)原因造成，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需進(jìn)一步進(jìn)行積累，可安排機(jī)組檢修時(shí)同步檢查儀表元件情況并進(jìn)行校驗(yàn)。②風(fēng)溫儀表：風(fēng)溫儀表的更換周期應(yīng)為3年，連續(xù)投運(yùn)6個(gè)月后對(duì)儀表進(jìn)行一次校驗(yàn)。（5）油冷器檢修：由于油冷器材質(zhì)結(jié)構(gòu)不易腐蝕，檢修周期一般為5年。（6）除塵器濾筒：根據(jù)檢修大數(shù)據(jù)分析：每6個(gè)月進(jìn)行吹掃，每年進(jìn)行一次濾筒更換，可有效改善入口風(fēng)質(zhì)。

通過上述檢修周期的制訂實(shí)施，合理安排檢修內(nèi)容及檢修時(shí)間，推進(jìn)機(jī)組的預(yù)知維修，有效降低了機(jī)組的故障率。

2 目前影響機(jī)組長周期運(yùn)行的隱患因素分析

2.1 機(jī)組壓力指示顯示異常

空壓站的2臺(tái)英格索蘭壓縮機(jī)均采用德國WIKA公司生產(chǎn)的一體式壓力傳感器，用于檢測(cè)壓縮機(jī)出口壓力。2019年1月22日，5CⅡ200MX3型壓縮機(jī)由于傳感器內(nèi)部線路虛接致使三級(jí)出口壓力回零；2月9日，該型壓縮機(jī)由于傳感器質(zhì)量問題致使三級(jí)出口壓力回零；2月15日，該型壓縮機(jī)由于傳感器內(nèi)部接線脫焊致使三級(jí)出口壓力回零。在1個(gè)月內(nèi)，一體式壓力傳感器出現(xiàn)3次故障，均是由于傳感器內(nèi)部排線電纜金屬絲強(qiáng)度不足，受機(jī)組振動(dòng)、高溫等影響導(dǎo)致電纜與焊接柱斷裂致使三級(jí)出口壓力回零，一體式壓力傳感器嚴(yán)重制約著壓縮機(jī)的長周期運(yùn)行。

2.2 機(jī)組油溫、風(fēng)溫高無有效控制手段

機(jī)組油溫、風(fēng)溫過高是另一類影響機(jī)組運(yùn)行的因素。機(jī)組油溫要求控制在40～45℃之間，高油溫使?jié)櫥驼扯认陆?，引起局部油膜破?潤滑失效，加大設(shè)備的磨損。機(jī)組中間冷卻器是用于冷卻多級(jí)壓縮機(jī)級(jí)與級(jí)之間的壓縮氣體，保證機(jī)組以等溫壓縮工況下運(yùn)行，保證機(jī)組效率。尤其是在夏季環(huán)境溫度高，機(jī)組運(yùn)行溫度隨之升高，循環(huán)冷卻水的溫度較高或油冷卻器、中間冷卻器堵塞，效率下降導(dǎo)致，目前該機(jī)組2臺(tái)潤滑油板式換熱器均已投用，仍不能有效控制油溫，潤滑油溫度一直在48～51之間波動(dòng)（油溫風(fēng)溫的報(bào)警值49℃，聯(lián)鎖值54℃）；該機(jī)組二級(jí)風(fēng)溫一直維持在47～50℃之間波動(dòng)（報(bào)警值49℃，聯(lián)鎖值54℃），波動(dòng)原因主要是受氣溫影響，隨循環(huán)水溫度上升而上升。

2.3 機(jī)組二級(jí)振動(dòng)異常波動(dòng)

2020年至今該型壓縮機(jī)共發(fā)生4起二級(jí)振動(dòng)異常波動(dòng)，分別是1月13日、4月9日、8月17日和10月12日，共同特征均為：壓縮機(jī)組正常運(yùn)行無特殊操作情況下，二級(jí)振動(dòng)突發(fā)異常頻繁波動(dòng)，其余參數(shù)均在正常范圍，通過對(duì)異常波動(dòng)期間機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷變化、機(jī)組風(fēng)溫、油溫、軸承溫度等參數(shù)情況判斷，排除機(jī)械原因造成振動(dòng)異常，儀表誤動(dòng)是造成機(jī)組二級(jí)振動(dòng)異常波動(dòng)的主要原因。在對(duì)探頭的拆檢校驗(yàn)中均未發(fā)現(xiàn)接線松動(dòng)情況，每次更換探頭后二級(jí)振動(dòng)便恢復(fù)正常。在4月、10月出現(xiàn)的兩次波動(dòng)后拆檢發(fā)現(xiàn)探頭檢測(cè)部位分別有油污雜質(zhì)、和探頭表面破損情況，所以不能排除探頭部位進(jìn)入異物的可能。

3 采取的改進(jìn)措施及效果驗(yàn)證

3.1 機(jī)組壓力指示顯示異常改進(jìn)措施

2019年1～2月，該壓縮機(jī)共發(fā)生3起由于一體式壓力傳感器內(nèi)部線路脫焊、接線虛接等原因造成機(jī)組三級(jí)出口壓力波動(dòng)的事件；同時(shí)，德國WIKA公司生產(chǎn)的一體式壓力傳感器價(jià)格是國產(chǎn)差壓變送器價(jià)格的5倍，價(jià)格高昂且通用性差，維護(hù)難度大，根據(jù)該壓力變送器形式及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，初步改進(jìn)方案有以下2種。方案一：將德國WIKA一體式壓力傳感器變更為美國GE一體式壓力傳感器。方案二：將德國WIKA一體式壓力傳感器改造為差壓式壓力變送器。

3.1.1 改進(jìn)方案可行性分析

一體式壓力傳感器是將一個(gè)要測(cè)量的壓力轉(zhuǎn)換成另一個(gè)可以讀取處理的標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)。壓力變送器較一體式壓力傳感器相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）壓力變送器可以達(dá)到一體式壓力傳感器的檢測(cè)精度，可靠性強(qiáng)。德國WIKA公司生產(chǎn)的0～200psi一體式壓力傳感器的檢測(cè)精度為0.25%，壓力變送器完全可以實(shí)現(xiàn)0.25%的檢測(cè)精度甚至更高；原一體式壓力傳感器安裝于壓縮機(jī)出口，長期受高溫、機(jī)組振動(dòng)的影響，傳感器接線易出現(xiàn)脫焊、虛接等現(xiàn)象，而壓力變送器通過引線引至設(shè)備基礎(chǔ)，耐高溫和抗振性能更佳，工作可靠性更強(qiáng)。（2）壓力變送器較一體式壓力傳感器易維護(hù)。原一體式壓力傳感器安裝于壓縮機(jī)出口，距離設(shè)備基礎(chǔ)3.6m，儀表維護(hù)人員需要以設(shè)備本體為基礎(chǔ)進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)危險(xiǎn)性和檢查維護(hù)難度大；同時(shí)，一體式壓力傳感器不遵從HART協(xié)議，維護(hù)人員無法校核維護(hù)，出現(xiàn)故障只能返廠維修或報(bào)廢處理。（3）壓力變送器較一體式壓力傳感器價(jià)格低廉，采購周期短。該型壓縮機(jī)采用的德國WIKA一體式壓力傳感器為進(jìn)口備件，價(jià)格為1.5萬元一支，且采購周期較長，一般在6個(gè)月左右，而差壓式變送器為國產(chǎn)，采購周期為1個(gè)月左右，0.3萬元一支，差壓式變送器較一體式壓力傳感器價(jià)格低廉且采購周期短。綜合安全性、經(jīng)濟(jì)性和可操作性，我們選取第二種方案進(jìn)行實(shí)施，根據(jù)德國WIKA一體式壓力傳感器的相關(guān)參數(shù)以及設(shè)備的相關(guān)要求，我們選取型號(hào)：型號(hào)為FKGT03VC-LUCBY-BAB，測(cè)量范圍為0～1379kPa，電源電壓為0～28VDC，輸出信號(hào)為4～20mA，準(zhǔn)確度為0.065%的差壓式變送器。

3.1.2 改進(jìn)措施具體實(shí)施

車間利用裝置檢修機(jī)會(huì)，組織儀表維護(hù)人員對(duì)一體式壓力傳感器進(jìn)行改造，改造步驟如下：（1）利用原來一體式壓力傳感器的螺孔，按照“橫平豎直”的原則布置φ8引壓線；在壓縮機(jī)基礎(chǔ)的西側(cè)，安裝操作柱并將差壓變送器固定于操作柱。（2）將引壓線與差壓變送器連接，并按照接線原則進(jìn)行儀表接線。（3）對(duì)差壓變送器進(jìn)行調(diào)試，零位調(diào)整螺釘和量程調(diào)整。（4）按照操作規(guī)程投用差壓變送器。經(jīng)改造后該機(jī)組壓力指示穩(wěn)定，經(jīng)過近1年的觀察，再未發(fā)生過壓力波動(dòng)事件。

3.2 機(jī)組油冷器、中冷器清洗作業(yè)消除機(jī)組溫度高隱患

車間根據(jù)機(jī)組檢修離散分析后確定，機(jī)組中冷器、油冷器均已到檢修周期，組織對(duì)油冷器拉回專業(yè)清洗廠家進(jìn)行清洗作業(yè)。拆檢發(fā)現(xiàn)該機(jī)組潤滑油板式換熱器循環(huán)水側(cè)板片上存在大量垢層，導(dǎo)致傳熱效率下降，經(jīng)專業(yè)清洗后，目前機(jī)組油溫一直維持在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)（40～45℃），且油冷器水側(cè)閥門均留有調(diào)節(jié)空間，保證了機(jī)組長周期運(yùn)行。通過拆檢發(fā)現(xiàn)機(jī)組二級(jí)中冷器管束內(nèi)部存在結(jié)垢現(xiàn)象，首先使用水槍對(duì)中冷器芯子進(jìn)行沖洗，但只能對(duì)管束表面有機(jī)物油泥沖掉，管束內(nèi)部結(jié)垢現(xiàn)象無法清除，且由于管束材質(zhì)原因，經(jīng)化學(xué)清洗效果也不明顯，通過清洗回裝后該機(jī)組二級(jí)風(fēng)溫維持在47～49℃運(yùn)行（接近報(bào)警值49℃運(yùn)行），待備件到貨后，采取更換管束的方式徹底消除機(jī)組級(jí)間風(fēng)溫高的隱患，車間繼續(xù)執(zhí)行機(jī)組管控方案，如二級(jí)風(fēng)溫接近報(bào)警值時(shí)，首先聯(lián)系循環(huán)水供水單位降低水溫，匯報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，如風(fēng)溫繼續(xù)上升時(shí)至52℃時(shí)（聯(lián)鎖值54℃）切換備用機(jī)組。

3.3 持續(xù)開展“三個(gè)關(guān)注”管住振動(dòng)波動(dòng)隱患

針對(duì)2020年該機(jī)組發(fā)生的4起二級(jí)振動(dòng)異常波動(dòng)情況，雖然確定了是由儀表探頭誤動(dòng)造成振動(dòng)的波動(dòng)，但在10個(gè)月內(nèi)連續(xù)發(fā)生相似情況，說明造成振動(dòng)探頭檢測(cè)異常的原因還未徹底消除，從探頭拆檢及校驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，存在外部原因造成探頭檢測(cè)部位損傷和干擾，根據(jù)探頭安裝部位在二級(jí)氣封、油封之間，根據(jù)探頭拆出后有破損和雜質(zhì)情況，同時(shí)對(duì)比其他機(jī)組由于該機(jī)組儀表氣源無過濾器，不排除有雜質(zhì)進(jìn)入影響探頭檢測(cè)區(qū)域，影響機(jī)組檢測(cè)部位感應(yīng)情況造成振動(dòng)的波動(dòng)。建議在下次檢修期間在該機(jī)組儀表氣源閥后安裝儀表氣源精密過濾器，提高氣源潔凈度并進(jìn)行效果驗(yàn)證，同時(shí)檢查機(jī)組油封完好情況，根據(jù)檢查情況進(jìn)行必要的備件更換，提高振動(dòng)探頭部位清潔度。

4 結(jié)語

根據(jù)機(jī)組檢修離散數(shù)據(jù)分析，堅(jiān)持開展機(jī)組預(yù)知維修，總結(jié)機(jī)組檢修規(guī)律，查找離心壓縮機(jī)組最佳維護(hù)保養(yǎng)周期，避免過度維修，提高精細(xì)設(shè)備管理水平；堅(jiān)持開展“三個(gè)關(guān)注”工作法，對(duì)異常狀態(tài)、機(jī)組趨勢(shì)、關(guān)鍵參數(shù)變化時(shí)刻保持警惕，對(duì)機(jī)組存在的故障隱患，分析存在問題，從成本最低，最便于維護(hù)，檢測(cè)元件日常使用故障率低等方面選擇最佳解決方案，降低設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，保障設(shè)備精益運(yùn)行；同時(shí)日常維護(hù)方面制訂專門的機(jī)組隱患管控方案，精準(zhǔn)操作保障機(jī)組長周期運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)年度關(guān)鍵機(jī)組非計(jì)劃損工時(shí)間完成達(dá)標(biāo)，保障煉油裝置供風(fēng)可靠。