石油化工装置往复式压缩机故障停机原因排查与分析

朱正东

摘 要：以某厂某加氢装置往复式新氢压缩机联锁停机后对停机原因进行排查分析为例，对往复式压缩机故障停机的原因排查方法进行探讨。

关键词：往复式压缩机;故障停机;原因排查

一.行业现状

往复式压缩机具有性能稳定，驱动性能高，排量范围广，升压高[1]等优点，因此广泛应用于石油化工行业中。近年来国内炼油和化工规模迅速扩大，大型往复式压缩机现存规模也不断扩大，但因为往复式压缩机结构复杂，加上各种辅助系统越来越多，设置的相关联锁也逐步增多，在方便操作控制的同时也为故障联锁停机的原因排查带来了新的困难。而如果不能准确找到原因，则可能使得其连续出现故障，进而严重阻碍石油化工企业的高可持续生产，降低生产效率。因此企业设备管理人员和维修技术人员就需要具备科学合理的故障诊断和分析能力，进而快速找到故障原因，迅速排除故障，保证装置生产的安全高效运行。

二.案例分析

1.事件经过

某日4时31分，某厂某加氢装置新氢压缩机K101C联锁停机，MCS显示VT1804A机身振动联锁。当班班组紧急启动备用压缩机K101A，至4时40分，K101A机正常启动，装置有序恢复了正常生产。

2.原因排查

停机事件发生后，属地单位联合动、电、仪专业维保对K101C停机的原因进行了排查：

电气方面：MCS显示为机身振动联锁停机，检查停机综保信息显示外部联锁信号停机，排除电气方面原因。

动设备方面：因MCS显示为机身振动联锁停机，因此对K101C机组进行了盘车并对活塞杆跳动值进行了测量（见表1），经过测量，各级活塞杆跳动均处于正常范围内，并且检查十字头法兰及螺栓均没有松动，排除因机械故障导致的停机。

仪表方面：从MCS系统SOE上可以看到在4时31分51秒的时候机身振动信号VT1804A第一次出现高高联锁信号，由于该信号有2秒延时，在4时31分53秒的时候机身振动信号VT1804A依然存在高高联锁信号，从而触发联锁停机。

联锁停机后，仪表人员进行了针对性的检查：1）检查现场机身振动探头，没有发现探头有故障现象。2）检查机身振动探头至机柜间的回路接线，没有发现接线松动现象。3）检查机身振动探头VT1804A的历史趋势，发现在趋势图上该探头的趋势到停机的时刻一直平稳，没有达到联锁值。

4）在现场轻轻敲击机身振动探头，从趋势图上观察到有明显的跳动现象，说明探头及回路正常。

5）分析该机身振动探头的信号流程如下（图 1）：

机身振动探头接入3500轴系仪表系统之后，在3500系统内进行判断，如果机身振动值达到联锁值，由3500系统的继电器卡发出一路DO触点信号進入MCS系统，MCS系统DI卡接收该信号后进行逻辑运算并发出联锁停机信号;另外3500系统与MCS系统之间有数字通讯连接，把机身振动等轴系信号的数值传送到MCS系统进行显示和趋势记录。查看停机时MCS的历史趋势，发现探头的值一直没有达到联锁值，但用于联锁停机的DO触点信号已经触发，从探头的敲击试验结果来看，3500系统的继电器卡发出的DO触点信号正常，没有故障。6）检查MCS系统的DI卡，发现用于接收机身振动联锁停机的卡件有故障灯亮报警。DCS班检查发现4时31分51秒时，MCS系统接到机身振动信号VT1804A_TRIP变为0，造成压缩机K101C联锁动作，导致压缩机停机。随后0.07秒，该信号变为1。从4时31分至5时04分，该联锁信号重复出现13次。初步怀疑为该通道硬件故障或接线端子松动。调取控制系统硬件报警信息显示在4时31分58秒和4时32分27秒时，该机身振动信号所在卡件第27及28通道有故障报警。经检查机身振动信号使用该卡件第28通道。因联锁停机时间与卡件报警时间相差7秒，且在该卡件报警值前系统运行平稳，无其他信号及硬件报警。卡件报警后，该通道信号反复波动13次。判断为卡件故障导致本次机组联锁停机。

三.故障排查方法

石化等连续生产行业，往复式压缩机是关键机组，在故障停机后要及时找出停机原因并且及时修复解决，否则当在运机再出故障时将无备机可用，直接造成装置无法正常运行甚至停工。因此当发生类似故障时，我们一定要有系统的分析方法，以最快的速度找到停机的真正原因。

第一时间查看停机原因和相关报警，找到联锁的触发点。根据上下游和系统其他参数判断：是机组非正常运行导致联锁停机、是仪表故障、还是其他原因。

1.通过系统其他相关参数判断是机组非正常运行而正常触发联锁，则根据联锁原因组织检修或者投入备用。

2.若判断为仪表故障，则检查和处理该仪表。（1）.若该表恢复正常，则是旧表故障。（2）.若仍不正常，则检查现场，机柜间等各处接头是否存在松动、进水、断线等情况。

3.若根据上下游和系统其他参数不能判断触发联锁的仪表是否准确，则查看历史趋势。（1）.若仪表趋势出现大幅波动且到达联锁值，则采取现场试验的办法检查仪表是否指示真值。1）.若试验时仪表正常指示，则确定机组确实存在相应故障，及时组织检查或检修。2）.若试验时指示不准，则仪表故障，则检查和处理该仪表。若该表恢复正常，则是旧表故障;若仍不正常，则检查各处接头是否松动或者断线，接线盒是否进水等情况。（2）.若记录趋势正常无波动，则现场测试，看该表是否正常。若试验有趋势且正常，则可能是MCS系统或者相关卡件硬件故障，则组织相应检查。

四.结语

面对往复式压缩机停机时，我们要有系统的分析能力，要综合各方面考虑，及时找到停机原因，排除故障，提高问题处理的时效性，努力将对生产的影响降到最低。

参考文献：

[1]张建宇.往复式压缩机故障诊断技术探析[J]中国设备工程，（2021）02（上）：183-184