離心式空氣壓縮機非計劃停機原因分析及應對措施

李彥剛 楊道遠

摘要：我廠空壓站裝置安裝有4 臺三級離心式空氣壓縮機，均為進口機型，主要為石化公司東區煉油裝置工業風、儀表風系統提供壓縮空氣。本文主要統計分析了2014年以來4 臺壓縮機組各類非計劃停機的原因，論述了針對電氣、振動聯鎖、溫度聯鎖等不同停機原因制定實施的不同應對措施，以及措施實施后的效果驗證，在一定程度上有效降低了壓縮機組非計劃停機次數，保證了空壓裝置的長周期安穩運行。

關鍵詞：離心式壓縮機;停機原因;電氣;聯鎖

1壓縮機組簡介

空壓站總共有4 臺三級離心式壓縮機，均為進口機型，主要信息詳見表1。

4臺壓縮機設計入口溫度與出口溫度均為20℃和160℃，設計入口壓力均為0.08MPa，其余參數詳見表2 所示。

2???? 壓縮機組非計劃停機次數統計及原因分析

2.1? 壓縮機組非計劃停機次數統計

2014年以來空壓站4 臺壓縮機組非計劃停工共20次，按照年分布次數來看，2014年 6次為做多、2016年及2017年各有4 次。分機組來看，12#機與13#機最多，分別是8 次與6 次。

2.2? 壓縮機非計劃停機原因分析

2014年至2019年 4臺機組非計劃停機20次，其中3 次為電氣原因停機，剩余17次都是因為觸發機組聯鎖停機。聯鎖控制監測的物理狀態分為三大類，即振動、溫度和壓力。故障分類統計如表3 所示，振動聯鎖8次，溫度聯鎖8 次，壓力聯鎖1 次。

2.2.1????? 電氣原因停機

電氣原因造成的壓縮機非計劃停機共3 次，一是系統晃電，2019年 7月9 日因外電網110kV1114線路晃電，致使10#機電流由153A下降至19.23A，造成機組聯鎖停機（聯鎖值為≤20A），經調查發現4 臺機組只有

10#機設有低電流聯鎖保護;二是電氣系統故障出現系統接地，典型的一

次是2014年 7月 2日，12#壓縮機主電機接線盒內電纜頭發熱引起高壓動力電纜單相接地，繼而兩相短路崩燒，導致電氣6kV斷路器速斷保護動作跳閘停機。

2.2.2????? 振動聯鎖停機

振動聯鎖停機共8 次。其中機械故障引起停機3 次，其次是儀表故障

造成的停機2 次，第三個原因是系統電網晃電，造成機組振動值變大直至觸發聯鎖停機。

2.2.3????? 溫度聯鎖停機

溫度聯鎖停機共8 次，均為儀表元器件及信號電纜故障導致，溫度測試探頭故障3 次，儀表信號電纜線虛接4 次，安全柵故障1 次，詳見表4。

2.2.4????? 壓力聯鎖停機

壓力聯鎖停機共1 次，2019年 7月 10日，8#壓縮機潤滑油油壓突然降低至0.04Mpa（聯鎖值≤0.06MPa），造成機組聯鎖停機。經現場檢查后發現潤滑油管線上一接管處斷裂造成，潤滑油泄漏導致油壓降低。

3???? 應對措施

3.1? 壓縮機電機接線盒內電纜連接處溫度的監控

在電纜連接處安裝無線測溫傳感器，將所測的溫度信號傳輸至信號接收的PC機中，供實時監控查看，發現異常情況可及時處理。下圖為壓縮機主電機接線盒內安裝的無線測溫監控裝置。

3.2? 振動聯鎖增加延時設置降低儀表誤動率

因4 臺機組當前使用的振動分析控制系統為本特利3500振動檢測處理系統，該系統可通過外部設備連接更改振動信號的延時輸出，所以可在3500振動檢測處理系統的控制命令中通過增加3 秒延時設定，這樣就可以避免機組因儀表故障等原因振動值瞬間上升而導致的聯鎖停機。

3.3? 壓縮機溫度聯鎖防誤動的設置

根據被監測對象溫度變化及PT100溫度傳感器的特性來說，溫度變化是一個緩慢過程，不可能出現瞬時的跳變。所以，可以在CCS控制系統溫度聯鎖中設置防溫度突變觸發聯鎖的控制方式，以達到防溫度儀表元器件故障或接線端子虛接帶來的非計劃停機問題。具體的做法是，當一個溫度聯鎖回路采集的溫度信號在0.5秒內的變化率Δt≥6℃時，認為是一個假信號，系統自動切除該回路聯鎖并報警。同時，控制系統還會判斷溫度突變后的值是否達到聯鎖值，如果沒有達到聯鎖值，操作員可以手動投入聯鎖;如果達到或超過聯鎖值，則不能手動投入聯鎖回路。

4???? 措施驗證及改進建議

4.1? 在線溫度監測系統的使用

2018年，空壓裝置8#機、10#機、13#機的主電機接線盒均裝設了溫度在線監測儀，可以24小時無間斷對接線盒溫度進行監測，巡檢人員可隨時調閱溫度歷史曲線，可隨時掌握接線盒溫度變化情況，避免了電纜連接處發熱導致的機組非計劃停機事故。

同時也有問題需繼續改進，即溫度信號傳輸信號不穩定，出現信號無法傳輸至監控系統中的問題，缺乏連續性和穩定性，需廠家進一步分析解決。

4.2? 振動聯鎖防誤動的應用

2018年，振動聯鎖設定信號延時3 秒輸出，自防誤動措施采取以來，系統沒有發生過振動信號誤報現象，還需長期觀察。

從2019年 7月的兩次晃電中12#機反應來看，振動聯鎖防誤動設置有效避免了系統晃電引起的振動聯鎖停機。但新的問題又出現了，12#機組在晃電未停機后一級、二級振動值均有上升，且運行平穩后振動值無法恢復至晃電前的值。由此分析，對于系統晃電造成機組振動高而停機的問題，不可使用上述振動延時的辦法處理，因為機組在電壓降低或消失后仍在慣性轉動，電氣系統突然來電，機組瞬時由減速改為加速運行，會給機組軸承帶來沖擊損傷。

所以，當前情況下，對于電網系統晃電后壓縮機來電自啟動時，應當將電氣保護中的電動機低電壓保護不再設置3 秒的延時動作，或按照10#機聯鎖回路設置低電流聯鎖，即壓縮機主電機電壓或電流降低達到繼電保護定值時，機組應立即停運。

4.3? 溫度聯鎖防誤動的應用

2019年，利用裝置大檢修契機，4臺機組增加了溫度防誤動設置，儀表維護人員與裝置管理人員對改造的43條溫度聯鎖回路進行了一一驗證調試，即模擬瞬時輸入溫度值，溫度變化Δt≤6℃時，執行原控制原理邏輯;Δt≥6℃時立即切除聯鎖并報警，當變化后溫度小于聯鎖值則可以手動投運聯鎖，當變化后溫度大于聯鎖值無法手動投運聯鎖。目前系統一直在穩定運行，還未發生過報警或聯鎖切除的情況。

參考文獻：

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[4]邱桂霞《.工業技術》[M].山東：齊魯石油化工，2014：42（1）

[5]Honeywell PKS系統.版本：R501.

作者簡介：

李彥剛 男 漢族 甘肅蘭州1983.11.本科工程師電氣

楊道遠 男 漢族 甘肅蘭州1984.05.本科助理工程師電氣