高 奇，王敏強，王 飛

(1.中國石化銷售股份有限公司陜西寶雞石油分公司，陜西 寶雞 723001；2.陜西寶雞高新區(qū)應(yīng)急管理局，陜西 寶雞 723001；3.中石油煤層氣有限責(zé)任公司韓城分公司，陜西 韓城 715499)

1 引言

本文以某公司CNG加氣站壓縮機維保管理為實例，該公司有4座CNG加氣站，為同類型壓縮機，該公司委托一家專業(yè)技術(shù)公司進行4座CNG加氣站壓縮機維保。前期加氣站壓縮機維保存在以下問題：

(1)維保巡檢工作流于表面，維保巡檢多為看設(shè)備外觀，系統(tǒng)性檢查和深層次檢查較少。

(2)維保工作重點在故障搶修，設(shè)備提前維保和預(yù)防性維護較少。

(3)維保內(nèi)容不系統(tǒng)，每次維保巡檢人員不同，巡檢效果受檢查人員技術(shù)水平影響很大。

(4)維保工作未做到設(shè)備全周期管理，設(shè)備能運行到哪時算哪時，對設(shè)備故障原因分析少、使用周期記錄缺少、定期保養(yǎng)涉及少，易發(fā)生突發(fā)性大故障。

壓縮機作為加氣站的核心設(shè)備，壓縮機故障會導(dǎo)致加氣站無法正常經(jīng)營，甚至造成嚴重的經(jīng)濟損失和安全事故，前期壓縮機維保工作不系統(tǒng)，工作質(zhì)量不高，設(shè)備管理水平低。為提升加氣站壓縮機維保工作質(zhì)量，該公司結(jié)合加氣站壓縮機特點，以事故樹評價方法開展加氣站壓縮機故障分析，找出導(dǎo)致壓縮機停機故障因素，針對性制定標(biāo)準(zhǔn)化維保管理體系，通過現(xiàn)場實施，壓縮機維保管理水平大幅度提升。

2 事故樹方法簡介

事故樹分析(FTA)常用于分析大型復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性和安全性。事故樹用演繹地方法表示出事故事件發(fā)生的原因及邏輯關(guān)系，它把系統(tǒng)某事故事件作為事故樹圖的頂事件，自上而下、由總體至部分用符合規(guī)定的邏輯，對可能造成系統(tǒng)事故事件的各種因素進行分析，按樹枝狀結(jié)構(gòu)逐層細化，分析導(dǎo)致某事故事件發(fā)生的所有可能的直接因素及其相互的邏輯關(guān)系，并由此深入分析，直到找出事故事件的基本原因，細化出事故樹圖的底事件為止。事故樹分析方法具有靈活、易懂、簡明、直觀的特點，是分析評價工程系統(tǒng)可靠性與安全性常用的有效方法。

3 事故樹模型建立

3.1 事故樹分析原則

考慮對某公司加氣站壓縮機事故樹分析的實用性和現(xiàn)場工作環(huán)境，在本次加氣站壓縮機停機故障事故樹分析中，有2個原則：

(1)只分析會造成壓縮機必須停機維修的故障事件。設(shè)備故障不需要停機維修，站點通過采取措施，對加氣站經(jīng)營影響是不大的，不屬于本次事故樹分析范圍。如壓縮機控制氣路管接頭如果損壞，現(xiàn)場會有天然氣泄漏，氣動控制件不能有效動作，不更換該管接頭就必須停機，控制氣路管接頭損壞就是本次分析的故障事件，這與控制氣路管接頭價值高低無關(guān)。通過找出必須停機維修的故障事件底事件，針對性的采取儲備備件、預(yù)防性維修等工作，能避免壓縮機故障停機，從而確保壓縮機長期穩(wěn)定運行。

(2)在事故樹分析中以壓縮機實際環(huán)境為基礎(chǔ)。如傳統(tǒng)事故樹分析中“設(shè)備進入雜質(zhì)”由“設(shè)備密封不嚴”和“環(huán)境存在雜質(zhì)”共同造成，本次分析的加氣站壓縮機實際處于交通要道，車輛塵土和植物飛絮普遍存在，在事故樹分析中“設(shè)備密封不嚴”就會導(dǎo)致“設(shè)備進入雜質(zhì)”。

3.2 壓縮機系統(tǒng)組成

加氣站壓縮機主要有四部分系統(tǒng)組成，包括氣路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，四部分系統(tǒng)故障均會造成壓縮機故障停機。因此確定以“壓縮機故障停機”作為頂事件，分“氣路系統(tǒng)故障”、“冷卻系統(tǒng)故障”、“潤滑系統(tǒng)故障”、“控制系統(tǒng)故障”四大項，再分別對四大項按照故障因果邏輯關(guān)系逐層分析找出底事件(圖1)。

圖1 壓縮機主要系統(tǒng)組成圖

3.3 氣路系統(tǒng)事故樹，圖2

圖2 氣路系統(tǒng)故障事故樹圖

氣路系統(tǒng)包括氣體壓縮缸體、氣體管路和主電機三部分，三部分故障均會造成氣體系統(tǒng)整體故障停機，進而造成壓縮機故障停機，氣路系統(tǒng)故障有19個底事件。

將氣路系統(tǒng)故障分為易損件類、其他設(shè)備類、超期使用類、工況類、維護類，共五類。

(1)易損件類：3項，包括運動易損件磨損(2項)，氣路密封損壞(1項)。

(2)其他設(shè)備類：3項，主要為除運動易損部件外的關(guān)鍵設(shè)備，包括氣路控制閥電磁線圈故障(1項)，電機線路故障(1項)，電機電氣故障(1項)。

(3)超期使用類：3項，包括氣路控制閥超期使用(2項)，密封鋁墊超期使用(1項)。

(4)工況類：4項，包括密封件、運動件、電機工況惡化(3項)，氣路管道震動磨損損壞(1項)。

(5)維護類：6項，包括因維修維護防護不當(dāng)造成運動部位、控制部位雜物進入(4項)，氣路密封部位緊固件松動(2項)。

3.4 冷卻系統(tǒng)事故樹，圖3

圖3 冷卻系統(tǒng)故障事故樹圖

冷卻系統(tǒng)包括冷卻器、冷卻水管路和水泵電機三部分，三部分故障均會造成氣體系統(tǒng)整體故障停機，進而造成壓縮機故障停機，冷卻系統(tǒng)故障有16個底事件。

將冷卻系統(tǒng)故障分為易損件類、其他設(shè)備類、超期使用類、工況類、維護類，共五類。

(1)易損件類：5項，包括水泵、風(fēng)扇運動易損件磨損(2項)，冷卻水路密封損壞(2項)，水路和高壓氣路分隔密封圈超期使用(1項)。

(2)其他設(shè)備類：5項，包括水泵、風(fēng)扇運動線路故障(2項)，水泵、風(fēng)扇運動電氣故障(2項)，冷卻水路濾網(wǎng)損壞(1項)。

(3)超期使用類：1項，包括冷卻液超期使用變質(zhì)(1項)。

(4)工況類：4項，包括水泵、風(fēng)扇超負荷運行損壞(2項)，水路和高壓氣路分隔區(qū)工況惡化(1項)，冷卻水路管道震動磨損損壞(1項)。

(5)維護類：1項，主要為冷卻器翅片嚴重積灰(1項)。

3.5 潤滑系統(tǒng)事故樹，圖4

圖4 潤滑系統(tǒng)故障事故樹圖

潤滑系統(tǒng)包括注油潤滑和循環(huán)潤滑兩部分，兩部分故障均會造成潤滑系統(tǒng)整體故障停機，進而造成壓縮機故障停機，潤滑系統(tǒng)故障有19個底事件。

將潤滑系統(tǒng)故障分為易損件類、其他設(shè)備類、超期使用類、工況類、維護類，共五類。

(1)易損件類：8項，包括注油器、電機運動易損件磨損(2項)，潤滑油路密封損壞(2項)，潤滑油路濾網(wǎng)損壞(2項)，潤滑油路過濾器堵塞(1項)和潤滑油路過濾器損壞(1項)。

(2)其他設(shè)備類：4項，包括油路電機線路故障(2項)，油路電機電氣故障(2項)。

(3)超期使用類：1項，包括注油器止回閥超期使用失效(1項)。

(4)工況類：5項，包括柱塞泵、電機工況惡化(2項)，潤滑系統(tǒng)油品不足(2項)，油路管道震動磨損損壞(1項)。

(5)維護類：1項，主要為注油器注油量設(shè)置不合理(1項)。

3.6 控制系統(tǒng)事故樹，圖5

圖5 控制系統(tǒng)故障事故樹圖

控制系統(tǒng)包括安全聯(lián)鎖部分(PLC控制柜與現(xiàn)場安全附件組成)和控制氣路的現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)部分，兩部分故障均會造成控制系統(tǒng)整體故障停機，進而造成壓縮機故障停機，共15個底事件。

將控制系統(tǒng)故障分為易損件類、其他設(shè)備類、超期使用類、工況類、維護類，共五類。

(1)易損件類：1項，主要為控制氣路密封損壞(1項)。

(2)其他設(shè)備類：9項，包括壓力、溫度、可燃氣體、電路線路故障(4項)，壓力、溫度變送器損壞(2項)，可燃氣體檢測儀損壞(1項)，聯(lián)鎖系統(tǒng)電氣故障(1項)，控制氣路減壓閥故障(1項)。

(3)超期使用類：2項，包括控制氣路控制件和氣管超期使用失效(2項)。

(4)工況類：1項，包括控制氣路控制件工況惡化(1項)。

(5)維護類：2項，主要為控制氣路控制件進入雜物(1項)，聯(lián)鎖系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯誤(1項)。

3.7 底事件分類匯總

通過對加氣站壓縮機氣路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)建立事故樹，共得到69個底事件，其中易損件類17項、其他設(shè)備類21項，工況類14項，超期使用類7項，維護類10項。

要避免加氣站壓縮機故障停機事件，需要針對表1中5類69項底事件采取對應(yīng)措施。

表1 加氣站壓縮機停機故障事故樹底事件分類統(tǒng)計表

(1)針對易損件類和關(guān)鍵設(shè)備類故障，要儲備足夠的備品備件。當(dāng)易損件和關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)損壞故障時，能及時更換并恢復(fù)壓縮機運行，確保不發(fā)生停機故障事件。

(2)針對易損件類和超期使用類故障，要對關(guān)鍵裝置、設(shè)備紀錄運行時間，制定維保周期，定期開展保養(yǎng)、更換。其中廠家操作說明書明確的使用時間、各級保養(yǎng)時間等是重要參考，如廠家規(guī)定活塞環(huán)使用壽命約6000 h、電機6000 h需進行中級保養(yǎng)，在日常管理中需對活塞環(huán)和電機記錄運行時間，到期開展活塞環(huán)更換和電機維護保養(yǎng)，做到在核心設(shè)備、核心零部件故障前進行預(yù)防性維修。

(3)針對工況類、聯(lián)鎖監(jiān)測類故障，要制定設(shè)備監(jiān)測要求、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，并處理異常。通過溫度測量等工具，定點監(jiān)測設(shè)備運行參數(shù)，通過記錄對比，對異常數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。對于聯(lián)鎖監(jiān)測類儀器儀表，還需要在設(shè)備運行時，通過人員配合監(jiān)測，及時核對PLC系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)是否一致性，及時發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖監(jiān)測類儀器儀表故障。

(4)針對維護類故障，要制定維修標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、防護措施，避免系統(tǒng)引入雜物，確保設(shè)備運行參數(shù)正確。在設(shè)備維修時，要考慮管路保護、設(shè)備敞口保護，防止雜物進入設(shè)備。

4 建立標(biāo)準(zhǔn)化維保管理體系

基于加氣站壓縮機停機故障事故樹分析，為系統(tǒng)性解決5類69項底事件問題，該公司建立了標(biāo)準(zhǔn)化維保管理體系，并取得較好效果。

4.1 標(biāo)準(zhǔn)化維保工作流程

根據(jù)壓縮機各部件故障類型制定標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場檢查表、備件備件庫存表、關(guān)鍵部件運行情況跟蹤表、工作需求清單完成情況跟蹤表、維修規(guī)程等標(biāo)準(zhǔn)化工作表；建立標(biāo)準(zhǔn)化維保工作流程，明確維保單位定期維保工作“檢查開始、檢查、檢查結(jié)束”時間點，明確各部門配合內(nèi)容、反饋時限；確定維保工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并按期上報標(biāo)準(zhǔn)化工作表，跟蹤工作執(zhí)行效果；建立考核制度并嚴格考核，通過獎優(yōu)罰劣督促維保要求落實到位。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)化巡檢工作內(nèi)容

根據(jù)壓縮機各部件故障類型制定標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場檢查表，從壓力、溫度、聲音等方面針對性跟蹤現(xiàn)場部件工況情況，從滴油數(shù)、顯示數(shù)據(jù)等方面針對性跟蹤現(xiàn)場部件工況情況，定期進行控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)核對；通過制定完善的、標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場檢查表，巡檢完成后提交巡檢報告，確保巡檢到位、異常工況發(fā)現(xiàn)到位。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)化備品備件管理

根據(jù)壓縮機運動設(shè)備整理易損部件備品備件清單，根據(jù)備品備件使用周期、制造供貨周期、部件價格等情況確定備品備件常備數(shù)量清單；建立發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常、反饋、分配采購、每月備品備件盤點機制，確保備品備件庫存在常備數(shù)量清單要求范圍內(nèi)，能及時應(yīng)對設(shè)備維修、保養(yǎng)需求。

4.4 標(biāo)準(zhǔn)化核心部件管理

將缸體中高速運行的活塞環(huán)、填料、氣閥、連桿，防止雜質(zhì)的過濾器、運行電機等列為核心部件，根據(jù)廠家使用說明書，建立核心部件的維護周期和使用壽命更蹤記錄臺賬，按期開展核心部件維護、檢查、更換，做到預(yù)防性管理。

4.5 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備維修管理

開展各部件維修過程分析，建立標(biāo)準(zhǔn)化維修操作規(guī)程，通過維修器具干凈、清洗液干凈、部件放置規(guī)范、拆開部位及時封堵、各項作業(yè)雙確認等標(biāo)準(zhǔn)化要求，確保雜物不進入設(shè)備、部件安裝到位、整體密封到位，維修現(xiàn)場管理到位。

4.6 嚴格考核督促工作落實

建立標(biāo)準(zhǔn)化維保工作過程考核制度，嚴格按制度要求進行考核，對工作優(yōu)秀進行獎勵，對工作不到位進行處罰，確保標(biāo)準(zhǔn)化維保工作各項要求有序推進，最終確保壓縮機平穩(wěn)、安全運行。

5 結(jié)論

(1)事故樹評價方法適用于加氣站壓縮機故障分析，通過建立“壓縮機故障停機”為頂事件的事故樹，找出了影響壓縮機運行的關(guān)鍵因素。

(2)通過對加氣站壓縮機氣路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)建立停機故障事故樹，共得到69個底事件，其中易損件類17項、其他設(shè)備類21項，工況類14項，超期使用類7項，維護類10項。

(3)利用事故樹分析成果，從標(biāo)準(zhǔn)化流程、標(biāo)準(zhǔn)化工作表、標(biāo)準(zhǔn)化維修管理、管理考核等方面建立了標(biāo)準(zhǔn)化維保管理體系。

(4)針對引起壓縮機故障停機的主要故障，提出了詳細的標(biāo)準(zhǔn)化巡檢工作內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)化備品備件管理、標(biāo)準(zhǔn)化核心部件管理等方案。

(5)通過事故樹科學(xué)分析建立的標(biāo)準(zhǔn)化維保管理體系通過實踐、反饋、完善不斷循環(huán)將達到高效管理加氣站壓縮機的目標(biāo)。