西門子燃驅(qū)及沈鼓電驅(qū)壓縮機組平均無故障時間提升淺談

金發(fā)寶

摘 要：2020年公司提出壓縮機組平均無故障時間達到8000h目標，目前二、三線作業(yè)區(qū)、站場壓縮機組平均無故障時間離公司目標差距較大，說明壓縮機組運行維護、故障預(yù)防等方面還需要努力加強，本文從壓縮機基礎(chǔ)管理、邏輯優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新等方面進行簡單分析、探討，提出少許壓縮機組平均無故障時間提升方法。

關(guān)鍵詞：平均無故障時間;邏輯優(yōu)化;現(xiàn)場控制柜;HMI

隨著我國輸氣管道行業(yè)快速發(fā)展，大型壓縮機投用數(shù)量及種類越來越多，主要為GE、西門子、DRESSER-RAND等機型，近年來逐步發(fā)展國產(chǎn)化壓縮機組，在西氣東輸二線、三線大量運用，主要為沈鼓電驅(qū)機組。由于天然氣運輸任務(wù)越來越重要，所以影響輸氣生產(chǎn)最大的壓縮機組平均無故障時間指標也被愈加看重，成為目前壓縮機管理重點考核項，從而壓縮機組平均無故障時間的提升迫在眉睫。

1 影響平均無故障時間主要因素分析

影響平均無故障時間主要因素為機組運行總時間和機組故障率，機組運行總時間主要由輸氣生產(chǎn)任務(wù)決定，基層人員無法控制;機組故障率可通過控制措施減少，本文主要對此部分進行淺析。

對獨山子輸油氣分公司歷年來西門子燃驅(qū)、沈鼓電驅(qū)壓縮機組故障停機報告分析發(fā)現(xiàn)，其故障主要分為自控部分、機械部分、電氣部分。壓縮機組故障主要來源于自控故障，對自控故障進一步分析，發(fā)現(xiàn)故障原因主要為：端子虛接及松動、模塊故障及數(shù)據(jù)跳變、儀表故障等，其中尤以端子虛接及松動、模塊故障及數(shù)據(jù)跳變原因居多，下面將側(cè)重此類故障原因，展開分析并提出改進措施。

2 平均無故障時間提升措施

2.1 扎實基礎(chǔ)工作，加強機組參數(shù)趨勢檢查

每日對機組HMI中參數(shù)趨勢不少于20min時間的檢查，每周日對System1服務(wù)器中參數(shù)趨勢不少于30min檢查，調(diào)取查看關(guān)鍵振動、溫度、壓力、壓差等參數(shù)趨勢，每月對所有機組數(shù)據(jù)趨勢進行全面檢查，通過趨勢預(yù)判自控故障，提前處理或申請切機、預(yù)防故障停機，提高機組平均無故障時間。

①檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)突然跳變，跳變后恢復(fù)正常，此類現(xiàn)象原因大概率為接線端子虛接、松動或探頭、模塊等缺陷，需查通道接線端子或更換探頭;②檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩慢或間歇性的波動、跳變，隨著時間推移開始大幅度變化，此類情況主要原因可能為該通道通訊模塊故障或受到干擾，例如西門子機組的1794模塊及沈鼓機組的振動監(jiān)測系統(tǒng)的放大器等故障前期均有類似現(xiàn)象，需提前檢查更換;③檢查發(fā)現(xiàn)某一數(shù)據(jù)長期不變，出現(xiàn)死值，但該數(shù)據(jù)應(yīng)該隨工況變化而變化，此類現(xiàn)象多為回路通訊中斷、控制器死機等，需檢查通訊回路或重啟控制器;④檢查發(fā)現(xiàn)某過濾器壓差一直呈上漲趨勢，可提前在線切換濾芯（雙聯(lián)濾芯）或申請切機后更換濾芯（單獨濾芯）;⑤檢查發(fā)現(xiàn)同一部位兩個探頭數(shù)據(jù)差值較大，則需檢查探頭本體或安裝位置是否合適。

2.2 開展壓縮機組接線端子、供電回路專項排查

由于對故障分析發(fā)現(xiàn)，壓縮機自控系統(tǒng)問題大多數(shù)為端子虛接、松動引起的，且前期烏輸分公司此項措施實施效果卓有成效，所以對接線端子展開專項排查非常有必要。

①壓縮機接線端子及供電回路排查內(nèi)容包括且不限于儀表回路、供電回路、屏蔽接地線、模塊接地、設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)和控制單元的接地信號線纜等;②檢查發(fā)現(xiàn)端子松動、銅線裸露、搖晃信號跳變、標簽?zāi)：葐栴}應(yīng)及時處理;③發(fā)現(xiàn)接線端子存在損壞、老化無法現(xiàn)場整改等情況時，形成需要更換件的清單，提報物資，無法自行更換的上報項目進行更換。

2.3 改善通訊及供電回路工作環(huán)境，降低模塊故障率

通訊模塊工作壞境惡劣，會使其故障率提高或引發(fā)連續(xù)或間歇性的數(shù)據(jù)跳變。對前期多次發(fā)生故障的羅克韋爾1794-IRT8模塊進行送檢，其結(jié)果判斷模塊故障原因主要為以下三種：一是模塊集成電路板制作工藝原因;二是因積灰和潮濕造成離子污染原因;三是因為模塊工作環(huán)境溫度惡劣原因。根據(jù)分析原因提出解決措施如下：

①對現(xiàn)場模塊壽命進行分析，達到壽命限期的進行更換，若產(chǎn)品停產(chǎn)或換代，應(yīng)及時與原廠家對接，申報適用物資更換;②對壓縮機組通訊回路及供電回路整體帶電清洗，清除模塊表面積碳、礦物質(zhì)的雜質(zhì)，消除雜質(zhì)離子對模塊功能影響，并能有效降低模塊運行溫度，此項技術(shù)已經(jīng)在多個站場試用，效果明顯;③由于二線西門子機組多數(shù)模塊、控制器均在現(xiàn)場控制柜，位于壓縮機廠房，運行環(huán)境極為惡劣，前期由于EMV控制器、TSCP柜等因溫度高導(dǎo)致多次停機，所以對現(xiàn)場控制柜溫度控制合適范圍能有效降低故障率，主要措施如下：a.針對西門子機組夏季現(xiàn)場運行環(huán)境溫度高（沈鼓機組現(xiàn)場無控制器及通訊模塊），利用現(xiàn)場儀表風(fēng)增加旋風(fēng)制系統(tǒng)對現(xiàn)場控制柜溫度進行降溫。旋風(fēng)制冷器通過控制旋鈕調(diào)節(jié)氣量，從而調(diào)節(jié)溫度，還能降低環(huán)境中水露點，低至-60至-90℃，在柜內(nèi)放置溫度計，每日綜合巡檢進行檢查，實時調(diào)整制冷器進氣旋鈕，保證溫度控制在18-28℃范圍。EMV控制箱內(nèi)溫度可通過RSNETWORX For DeviceNet軟件及時掃描出控制器溫度數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測調(diào)整;b.冬季每日綜合巡檢在HMI及工程本檢查現(xiàn)場控制柜溫度參數(shù)，到現(xiàn)場檢查控制箱加熱器工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免現(xiàn)場通訊模塊及設(shè)備長時間在低溫運行，故障頻發(fā);c.修改現(xiàn)場控制柜溫度報警邏輯，增加溫度低報邏輯并降低溫度高報警值（原值為50℃），保證現(xiàn)場溫度較高、較低時能及時提醒，到現(xiàn)場檢查處理。

2.4 對停機邏輯進行梳理并優(yōu)化，杜絕信號跳變等原因觸發(fā)故障停機

對西門子及沈鼓機組邏輯進行全面梳理，針對觸發(fā)停機的邏輯進行分析，討論確認是否需要優(yōu)化、修改，是否需要增加延時來杜絕信號跳變引發(fā)故障停機的可能性。對需要進行邏輯優(yōu)化的信號，對程序做好備份后進行邏輯優(yōu)化，主要優(yōu)化思路簡述如下：

①對軸承溫度HH觸發(fā)停機邏輯增加5秒延時，對軸振動、殼體振動、軸位移HH觸發(fā)停機邏輯增加2秒延時，對壓力、壓差、其他溫度、液位等HH或LL聯(lián)鎖停機信號增加500毫秒延時;②對類似電機軸承、定子溫度連鎖信號的，可將單信號觸發(fā)修改為2選2雙信號聯(lián)鎖;③對壓縮機壓力、溫度、振動等故障觸發(fā)停機邏輯，增加500毫秒延時觸發(fā)功能，降低端子虛接、松動、通訊短暫故障引發(fā)停機可能性;④對電機正壓通風(fēng)壓力低低聯(lián)鎖停機、機柜溫度高高聯(lián)鎖停機等對機組安全運行影響較小的信號，考慮取消聯(lián)鎖停機功能，只保留報警提示功能;⑤針對HandShake（握手檢測）超時及同軸電纜診斷字故障進行邏輯優(yōu)化消除。主要優(yōu)化思路為：在程序中將HandShake握手延時判斷從2s修改至4s;將AB網(wǎng)正常判斷條件在由與改為或邏輯。

2.5 對存在隱患的設(shè)備、模塊進行更換或升級改造

①學(xué)習(xí)、分析其他站場同類型機組運行經(jīng)驗，對運行時間較長作業(yè)區(qū)的機組模塊故障進行重點分析，摸清其故障規(guī)律，預(yù)判本作業(yè)區(qū)同類型模塊故障，進行提前采購更換或升級改造;②西二線烏蘇站西門子機組多次發(fā)生可調(diào)導(dǎo)向葉片卡阻現(xiàn)象，人為無法盤動可調(diào)葉片導(dǎo)環(huán)，經(jīng)檢查分析發(fā)現(xiàn)可調(diào)葉片轉(zhuǎn)動間隙累積較多黑粉雜質(zhì)，阻塞葉片轉(zhuǎn)動;同時對在用國產(chǎn)入口濾芯進行檢測，發(fā)現(xiàn)其過濾能力與原裝進口濾芯相差甚遠。針對此問題采取措施如下：a.將對三臺機組入口濾芯統(tǒng)一更換為原裝進口濾芯，并定期對可調(diào)導(dǎo)葉內(nèi)雜質(zhì)進行清洗;b.優(yōu)化燃機水洗作業(yè)：首先將混合液溫度加熱至60度（操作規(guī)程未對混合液溫度進行要求），再進行水洗作業(yè);其次將一年一次的燃機水洗周期調(diào)整為一年兩次;③選擇一臺機組控制系統(tǒng)進行升級并做試點觀察;④西三線沈鼓壓縮機組潤滑油管路流量計改型優(yōu)化。

3 結(jié)束語

壓縮機平均無故障時間是壓縮機管理水平的體現(xiàn)，要想提升平均無故障時間則需對壓縮機組管理進行全面提升，從最基礎(chǔ)的接線檢查到整個機組控制程序全面優(yōu)化。本文所述的提升措施雖然無法杜絕故障停機的發(fā)生，但能有效減少故障停機次數(shù)，從而提升壓縮機平均無故障時間。

參考文獻：

[1]沈陽鼓風(fēng)機集團自動控制系統(tǒng)工程有限公司.西氣東輸項目控制系統(tǒng)操作與維護手冊[Z].2013.