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摘要：我厂空压站装置安装有4 台三级离心式空气压缩机，均为进口机型，主要为石化公司东区炼油装置工业风、仪表风系统提供压缩空气。本文主要统计分析了2014年以来4 台压缩机组各类非计划停机的原因，论述了针对电气、振动联锁、温度联锁等不同停机原因制定实施的不同应对措施，以及措施实施后的效果验证，在一定程度上有效降低了压缩机组非计划停机次数，保证了空压装置的长周期安稳运行。
关键词：离心式压缩机;停机原因;电气;联锁
1压缩机组简介
空压站总共有4 台三级离心式压缩机，均为进口机型，主要信息详见表1。
4台压缩机设计入口温度与出口温度均为20℃和160℃，设计入口压力均为0.08MPa，其余参数详见表2 所示。
2 压缩机组非计划停机次数统计及原因分析
2.1 压缩机组非计划停机次数统计
2014年以来空压站4 台压缩机组非计划停工共20次，按照年分布次数来看，2014年 6次为做多、2016年及2017年各有4 次。分机组来看，12#机与13#机最多，分别是8 次与6 次。
2.2 压缩机非计划停机原因分析
2014年至2019年 4台机组非计划停机20次，其中3 次为电气原因停机，剩余17次都是因为触发机组联锁停机。联锁控制监测的物理状态分为三大类，即振动、温度和压力。故障分类统计如表3 所示，振动联锁8次，温度联锁8 次，压力联锁1 次。
2.2.1 电气原因停机
电气原因造成的压缩机非计划停机共3 次，一是系统晃电，2019年 7月9 日因外电网110kV1114线路晃电，致使10#机电流由153A下降至19.23A，造成机组联锁停机（联锁值为≤20A），经调查发现4 台机组只有
10#机设有低电流联锁保护;二是电气系统故障出现系统接地，典型的一
次是2014年 7月 2日，12#压缩机主电机接线盒内电缆头发热引起高压动力电缆单相接地，继而两相短路崩烧，导致电气6kV断路器速断保护动作跳闸停机。
2.2.2 振动联锁停机
振动联锁停机共8 次。其中机械故障引起停机3 次，其次是仪表故障
造成的停机2 次，第三个原因是系统电网晃电，造成机组振动值变大直至触发联锁停机。
2.2.3 温度联锁停机
温度联锁停机共8 次，均为仪表元器件及信号电缆故障导致，温度测试探头故障3 次，仪表信号电缆线虚接4 次，安全栅故障1 次，详见表4。
2.2.4 压力联锁停机
压力联锁停机共1 次，2019年 7月 10日，8#压缩机润滑油油压突然降低至0.04Mpa（联锁值≤0.06MPa），造成机组联锁停机。经现场检查后发现润滑油管线上一接管处断裂造成，润滑油泄漏导致油压降低。
3 应对措施
3.1 压缩机电机接线盒内电缆连接处温度的监控
在電缆连接处安装无线测温传感器，将所测的温度信号传输至信号接收的PC机中，供实时监控查看，发现异常情况可及时处理。下图为压缩机主电机接线盒内安装的无线测温监控装置。
3.2 振动联锁增加延时设置降低仪表误动率
因4 台机组当前使用的振动分析控制系统为本特利3500振动检测处理系统，该系统可通过外部设备连接更改振动信号的延时输出，所以可在3500振动检测处理系统的控制命令中通过增加3 秒延时设定，这样就可以避免机组因仪表故障等原因振动值瞬间上升而导致的联锁停机。
3.3 压缩机温度联锁防误动的设置
根据被监测对象温度变化及PT100温度传感器的特性来说，温度变化是一个缓慢过程，不可能出现瞬时的跳变。所以，可以在CCS控制系统温度联锁中设置防温度突变触发联锁的控制方式，以达到防温度仪表元器件故障或接线端子虚接带来的非计划停机问题。具体的做法是，当一个温度联锁回路采集的温度信号在0.5秒内的变化率Δt≥6℃时，认为是一个假信号，系统自动切除该回路联锁并报警。同时，控制系统还会判断温度突变后的值是否达到联锁值，如果没有达到联锁值，操作员可以手动投入联锁;如果达到或超过联锁值，则不能手动投入联锁回路。
4 措施验证及改进建议
4.1 在线温度监测系统的使用
2018年，空压装置8#机、10#机、13#机的主电机接线盒均装设了温度在线监测仪，可以24小时无间断对接线盒温度进行监测，巡检人员可随时调阅温度历史曲线，可随时掌握接线盒温度变化情况，避免了电缆连接处发热导致的机组非计划停机事故。
同时也有问题需继续改进，即温度信号传输信号不稳定，出现信号无法传输至监控系统中的问题，缺乏连续性和稳定性，需厂家进一步分析解决。
4.2 振动联锁防误动的应用
2018年，振动联锁设定信号延时3 秒输出，自防误动措施采取以来，系统没有发生过振动信号误报现象，还需长期观察。
从2019年 7月的两次晃电中12#机反应来看，振动联锁防误动设置有效避免了系统晃电引起的振动联锁停机。但新的问题又出现了，12#机组在晃电未停机后一级、二级振动值均有上升，且运行平稳后振动值无法恢复至晃电前的值。由此分析，对于系统晃电造成机组振动高而停机的问题，不可使用上述振动延时的办法处理，因为机组在电压降低或消失后仍在惯性转动，电气系统突然来电，机组瞬时由减速改为加速运行，会给机组轴承带来冲击损伤。
所以，当前情况下，对于电网系统晃电后压缩机来电自启动时，应当将电气保护中的电动机低电压保护不再设置3 秒的延时动作，或按照10#机联锁回路设置低电流联锁，即压缩机主电机电压或电流降低达到继电保护定值时，机组应立即停运。
4.3 温度联锁防误动的应用
2019年，利用装置大检修契机，4台机组增加了温度防误动设置，仪表维护人员与装置管理人员对改造的43条温度联锁回路进行了一一验证调试，即模拟瞬时输入温度值，温度变化Δt≤6℃时，执行原控制原理逻辑;Δt≥6℃时立即切除联锁并报警，当变化后温度小于联锁值则可以手动投运联锁，当变化后温度大于联锁值无法手动投运联锁。目前系统一直在稳定运行，还未发生过报警或联锁切除的情况。
参考文献：
[1]闵瑞高等.《纯碱工业》[M].江苏：中国纯碱工业协会，2005：6.
[2]朱峰.《中国石油和化工标准与质量》[M].北京：石油化工，2018：12.
[3]钱恕涛等.《化学工程与装备》[M].福建：福建省化工研究所，2015：6
[4]邱桂霞《.工业技术》[M].山东：齐鲁石油化工，2014：42（1）
[5]Honeywell PKS系统.版本：R501.
作者简介：
李彦刚 男 汉族 甘肃兰州1983.11.本科工程师电气
杨道远 男 汉族 甘肃兰州1984.05.本科助理工程师电气
关键词：离心式压缩机;停机原因;电气;联锁
1压缩机组简介
空压站总共有4 台三级离心式压缩机，均为进口机型，主要信息详见表1。
4台压缩机设计入口温度与出口温度均为20℃和160℃，设计入口压力均为0.08MPa，其余参数详见表2 所示。
2 压缩机组非计划停机次数统计及原因分析
2.1 压缩机组非计划停机次数统计
2014年以来空压站4 台压缩机组非计划停工共20次，按照年分布次数来看，2014年 6次为做多、2016年及2017年各有4 次。分机组来看，12#机与13#机最多，分别是8 次与6 次。
2.2 压缩机非计划停机原因分析
2014年至2019年 4台机组非计划停机20次，其中3 次为电气原因停机，剩余17次都是因为触发机组联锁停机。联锁控制监测的物理状态分为三大类，即振动、温度和压力。故障分类统计如表3 所示，振动联锁8次，温度联锁8 次，压力联锁1 次。
2.2.1 电气原因停机
电气原因造成的压缩机非计划停机共3 次，一是系统晃电，2019年 7月9 日因外电网110kV1114线路晃电，致使10#机电流由153A下降至19.23A，造成机组联锁停机（联锁值为≤20A），经调查发现4 台机组只有
10#机设有低电流联锁保护;二是电气系统故障出现系统接地，典型的一
次是2014年 7月 2日，12#压缩机主电机接线盒内电缆头发热引起高压动力电缆单相接地，继而两相短路崩烧，导致电气6kV断路器速断保护动作跳闸停机。
2.2.2 振动联锁停机
振动联锁停机共8 次。其中机械故障引起停机3 次，其次是仪表故障
造成的停机2 次，第三个原因是系统电网晃电，造成机组振动值变大直至触发联锁停机。
2.2.3 温度联锁停机
温度联锁停机共8 次，均为仪表元器件及信号电缆故障导致，温度测试探头故障3 次，仪表信号电缆线虚接4 次，安全栅故障1 次，详见表4。
2.2.4 压力联锁停机
压力联锁停机共1 次，2019年 7月 10日，8#压缩机润滑油油压突然降低至0.04Mpa（联锁值≤0.06MPa），造成机组联锁停机。经现场检查后发现润滑油管线上一接管处断裂造成，润滑油泄漏导致油压降低。
3 应对措施
3.1 压缩机电机接线盒内电缆连接处温度的监控
在電缆连接处安装无线测温传感器，将所测的温度信号传输至信号接收的PC机中，供实时监控查看，发现异常情况可及时处理。下图为压缩机主电机接线盒内安装的无线测温监控装置。
3.2 振动联锁增加延时设置降低仪表误动率
因4 台机组当前使用的振动分析控制系统为本特利3500振动检测处理系统，该系统可通过外部设备连接更改振动信号的延时输出，所以可在3500振动检测处理系统的控制命令中通过增加3 秒延时设定，这样就可以避免机组因仪表故障等原因振动值瞬间上升而导致的联锁停机。
3.3 压缩机温度联锁防误动的设置
根据被监测对象温度变化及PT100温度传感器的特性来说，温度变化是一个缓慢过程，不可能出现瞬时的跳变。所以，可以在CCS控制系统温度联锁中设置防温度突变触发联锁的控制方式，以达到防温度仪表元器件故障或接线端子虚接带来的非计划停机问题。具体的做法是，当一个温度联锁回路采集的温度信号在0.5秒内的变化率Δt≥6℃时，认为是一个假信号，系统自动切除该回路联锁并报警。同时，控制系统还会判断温度突变后的值是否达到联锁值，如果没有达到联锁值，操作员可以手动投入联锁;如果达到或超过联锁值，则不能手动投入联锁回路。
4 措施验证及改进建议
4.1 在线温度监测系统的使用
2018年，空压装置8#机、10#机、13#机的主电机接线盒均装设了温度在线监测仪，可以24小时无间断对接线盒温度进行监测，巡检人员可随时调阅温度历史曲线，可随时掌握接线盒温度变化情况，避免了电缆连接处发热导致的机组非计划停机事故。
同时也有问题需继续改进，即温度信号传输信号不稳定，出现信号无法传输至监控系统中的问题，缺乏连续性和稳定性，需厂家进一步分析解决。
4.2 振动联锁防误动的应用
2018年，振动联锁设定信号延时3 秒输出，自防误动措施采取以来，系统没有发生过振动信号误报现象，还需长期观察。
从2019年 7月的两次晃电中12#机反应来看，振动联锁防误动设置有效避免了系统晃电引起的振动联锁停机。但新的问题又出现了，12#机组在晃电未停机后一级、二级振动值均有上升，且运行平稳后振动值无法恢复至晃电前的值。由此分析，对于系统晃电造成机组振动高而停机的问题，不可使用上述振动延时的办法处理，因为机组在电压降低或消失后仍在惯性转动，电气系统突然来电，机组瞬时由减速改为加速运行，会给机组轴承带来冲击损伤。
所以，当前情况下，对于电网系统晃电后压缩机来电自启动时，应当将电气保护中的电动机低电压保护不再设置3 秒的延时动作，或按照10#机联锁回路设置低电流联锁，即压缩机主电机电压或电流降低达到继电保护定值时，机组应立即停运。
4.3 温度联锁防误动的应用
2019年，利用装置大检修契机，4台机组增加了温度防误动设置，仪表维护人员与装置管理人员对改造的43条温度联锁回路进行了一一验证调试，即模拟瞬时输入温度值，温度变化Δt≤6℃时，执行原控制原理逻辑;Δt≥6℃时立即切除联锁并报警，当变化后温度小于联锁值则可以手动投运联锁，当变化后温度大于联锁值无法手动投运联锁。目前系统一直在稳定运行，还未发生过报警或联锁切除的情况。
参考文献：
[1]闵瑞高等.《纯碱工业》[M].江苏：中国纯碱工业协会，2005：6.
[2]朱峰.《中国石油和化工标准与质量》[M].北京：石油化工，2018：12.
[3]钱恕涛等.《化学工程与装备》[M].福建：福建省化工研究所，2015：6
[4]邱桂霞《.工业技术》[M].山东：齐鲁石油化工，2014：42（1）
[5]Honeywell PKS系统.版本：R501.
作者简介：
李彦刚 男 汉族 甘肃兰州1983.11.本科工程师电气
杨道远 男 汉族 甘肃兰州1984.05.本科助理工程师电气