進口310DA3型離心式空氣壓縮機頻繁停機問題及其對策

【論文摘要】進口310DA3型離心式空氣壓縮機頻繁停機問題及其對策

　　洛陽石化總廠聚丙烯公司于1995年從美國ELLIOTT公司引進的310DA3型離心式空氣壓縮機（以下簡稱空壓機），自投運以來，故障率高。截止目前，該機組非計劃停機已達上百次，最嚴重的一次，曾由于潤滑油故障導致離心式空壓機內部件嚴重損壞，并造成重大設備事故。雖然我廠數次請外商到現場解決該問題，但收效甚微。針對這個問題，我們儀表方面進行了長期努力，相繼采取{TodayHot}了諸多措施，收到了預期效果。

1　控制系統簡介
　　該離心式空壓機組采用了獨立的ESD（緊急停車系統）進行控制。控制系統調節入口、出口和各個級間溫度控制法、監視操作系統參數、提供報警和跳閘顯示、編機組開車和停車順序、轉換操作模式、儲存相關數據并通過打印機接口提供硬拷貝輸出。ESD系統內采用固化軟件，使用人員無法調出內部程序。控制盤采用微型計算機。

2　空壓機投運以來主要停機原因分析
　　這臺離心機運行初期就頻繁造成非計劃停機，從顯示的信息看，主要的停機原因如下：
　　1）工藝條件聯鎖；
　　2）機組機械原因；
　　3）控制器或驅動器故障；
　　4）振動傳感器故障；
　　5）機組振動值超高；
　　6）主電機電流波動聯鎖。
　　看來，造成機組停機的原因是多方面的。當然也不能排除機組設計或制造方面存在的問題。但是作為儀表專業維護人員，我們有必要從儀表控制角度來分析，盡力排除控制方面存在的問題。

3　停機原因分析
　　機組投運初期，我們和外商都曾懷疑DMD控制器有問題，更換備用控制器后，機組的運行狀況仍未好轉，這樣我們就基本排除了控制器有問題，而認為問題出在外圍。經分析原因如下：
3.1　關于機械及工藝原因造成機組聯鎖停機
　　這方面的停機原因有如下幾種：
　　1）新機組有些機械部件經長途運輸是否受{HotTag}損；
　　2）安裝方法及精度是否達到標準；
　　3）某些設計不符合我廠具體情況；
　　4）工藝及維護人員經驗缺乏。
3.2　關于驅動器或控制器故障造成停機
　　開工初期，多次出現因驅動器故障造成停機，我們及時更換了新的驅動器，但問題依舊，證明故障是由外部原因引起的，經分析認為，此故障可能有以下兩方面的原因。
　　1）電源系統
　　由于在這套系統設計中，所有儀表供電設備沒有UPS系統。對控制系統供電所要求的110V AC供電（220V AC經變壓器轉化）波動要求很嚴格（+5%）。因此，當儀表瞬間停電或電壓波動過大時，控制器將自動診斷未“控制器故障”。
　　2）抗干擾能力
　　a）控制器質量差，尤其抗干擾能力差。
　　b）干擾源多。開工初期，由于故障較多，為處理問題方便，現場控制箱門經常不關閉，現場使用的手機和對講機不但發射功率大，而且數量多，其影響也非同小可。我們曾經進行了實驗，確認手提無線電話是振動監測系統常見干擾源。
　　c）接地不符合要求。1996年曾多次出現因雷電造成聯鎖停車。這充分證明了該機組控制系統接地不符合要求。
3.3　關于機組的軸振動
　　這臺離心式空壓機在齒輪箱上有兩個振動探頭分別監測高、低速側齒輪軸振動。探頭對軸振動檢測采用電渦流原理，探頭由通有高頻信號的線圈組成，當距離發生變化時，產生的電物理使探頭內的高頻信號的能量損失，使剩余的能量和距離相對應，這個電壓信號送到控制器顯示和報警。其振動變送器（前置放大器）在制造廠是按一定的金屬材質進行標定的，其同軸電纜也是按一定比例的電器長度故障或振動值超標而造成的停車次數最多。我們認為，可能有以下原因。
　　1）振動檢測系統故障。探頭在出廠前都經過嚴格的防磁化處理，要求在使用時，端部保護層不應有一絲懂得碰傷或剝落。而我們在安裝時，按照廠商要求的安裝法，由于看不到探頭和軸之間的實際距離，往往要將探頭上到碰到軸再退回，然后測量間隙電壓，在調整兩者之間距離（如果不這樣，雖然能測到間隙電壓，但探頭不能測到轉子振動）若用力過大壓軸，可能有損探頭。
　　2）間隙電壓不合適。根據ELLOTT提供的參考值，安裝時的間隙電壓為4-6V。根據我們使用本特利振動探頭經驗（無論3300V還是7200系列），間隙電壓都在（9-10）V+0.5V，因此這個參考值可能太小。
　　3）延伸電纜和信號電纜的屏蔽層有可能損壞或接地不好，外界的強干擾對信號有影響。
　　4）延伸電纜和信號之間的連接不好，導致變送器 輸出4-20mA信號低于3mA，而出現“振動變送器故障”。
　　5）如果振動變送器安裝絕緣性能差，外殼或電纜接頭碰到接線箱壁，將使振動回路接地，同樣會出現“振動變送器故障”。
　　6）由于接線柜中有儀表電纜和電氣電纜，如果安裝不當，則會相互發生“電噪音”干擾。
　　7）接地不當。
　　8）葉輪上有灰塵或油污。如果入口空氣過濾網不好用，葉輪上有灰塵，將直接影響振動值的檢測。例如，1996年8月，在機組解體檢修中發現葉輪上有灰塵，最厚達1.5mm。
　　9）內部機械有問題。
3.4　關于電機電流發動
　　機組運行幾年來，時常出現電機電流波動現象，由于信號的檢測和顯示分屬于電氣和儀表，問題不好判斷，根據分析可能有下列原因。
　　1）機組運行出現負荷波動。
　　2）檢測及變送單元故障。
　　3）動力電纜受外界影響造成電壓波動。例如1996年3月和1997年10月均因總廠開動其他機組造成電流在50-100mA之間波動。
　　4）某些元件適應環境能力差。據我們觀察，電流波動往往在開及一段時間后出現，這可能與檢測元件發熱從而影響正常工作有關。

4　改進措施
　　經過長期的觀察維護分析，基本上弄清了因儀表故障而造成的停機的原因，并一一進行了改進。
　　1）建議盡力降低因機械與工藝進口原因造成的停機。例如曾經因為1級出口壓力變送器在開、停級時顯示故障，原因是此時入口閥是全關的，使得1級出口產生真空，變送器檢測到真空壓力，輸出信號低于3.0mA而報警，我們通過ELLOTT修改了軟件，使得該回路在入口閥全關時無效。
　　2）對現有儀表接線進行全面檢查，對可能出現接觸不良的地方進行整改。
　　3）1996年8月增加了在線UPS系統，徹底杜絕了因停電而造成的機組停機問題。
　　4）對接地系統按外商要求進行了改造，將接地總線連到埋入地下的管網上，并將儀表地和保護地徹底隔離。
　　5）認真檢查各信號線的屏蔽層，并更換了屏蔽層不好的信號電纜；對振動變送器增加絕緣性。
　　6）對探頭進行校驗，畫出其工作特性曲線，選定其工作線性段中間點，并在外商認可的情況下，由外商現場監督將間隙電壓調整到8V。
　　7）嚴格探頭安裝，安裝前確認各部件、電纜完好，檢查有無接頭接觸不良或氧化現象，安裝中隨時檢測，并注意避免損壞各部件、絲扣及探頭。
　　8）成立特級維護小組，加強現場管理規范化，控制箱門開機前必須關閉。
　　9）加強儀表巡檢力度，發現異常及時檢查處理，將事故消滅在萌芽狀態。

5　結束語
　　經過長期攻關，在這方面已經取得了不小收獲，故障率明顯下降，基本上消除了機組的非計劃停機，可以從表1的統計來看到所取得的成效。表中1999年非計劃停車一次。1999年10月控制器死機，所有按鍵均不能操作，機組照樣運轉停不下來，后強制停車，經查控制器主板有故障，排除故障后投用正常至今，并從美國又新購一臺控制器備用。


表1　非計劃停車統計表


時間 非計劃停車次數 
1996年 71 
1997年 36 
1998年 1 
1999年 1 



　　目前機組的運行狀況良好，今后我們要再接再厲，保證設備長期安穩運行。