BN3500狀態監測系統在裂解裝置壓縮機的應用及故障分析

蔣宇波

引言：介紹了乙烯裝置壓縮機所采用的狀態監控系統的類型及特點，系統升級相關原因，典型故障處理過程，探討了如何在工廠實踐中合理使用狀態監測系統相關設備。

齊魯石化乙烯裝置的壓縮機組是乙烯生產的重要組成設備，其中裂解氣壓縮機是工藝生產主流程上的機組設備，而丙烯制冷、乙烯制冷、甲烷制冷及三元制冷壓縮機則是給分離系統提供冷劑的重要機組。其中任何一臺壓縮機損壞停車，都將會造成乙烯生產的中斷。因此，保證裝置重要機組安全、穩定、長周期運行，滿足工藝平穩生產要求，減少停車的經濟損失，這不僅需要工藝人員的精心操作和維護，更重要的是對重點機組進行安全保護。

在齊魯石化乙烯裝置中，為了更好的監測壓縮機等大型機組的運行狀態，最大限度的消除誤停車，有效地保護了人身、設備安全，采用了本特利公司生產的狀態監測系統，本文從裝置實際出發，介紹BN3500監測系統相關知識，故障現象，分析原因，探討解決措施。

一、旋轉裝置狀態監測簡介

旋轉裝置狀態監測是指利用各種儀器和儀表，對反映旋轉機械運動狀態的參數進行測量和監視，從而了解其運動狀態，保證安全運行。在線監測的狀態參數主要有：軸的徑向振動、軸向位移、機器轉速等。

（一）振動測量

振動測量就是機械相對于某一已知參考系的振動的測量。轉軸、汽封、軸承箱以及機殼均為最受關注的機械部件。準確地對這些部件進行測量和監測可以對機器的機械狀態進行描述。在對大多數機器進行連續監測時，電渦流探頭用來測量機器轉軸相對于機殼的運動。

（二）位置測量

軸向位置測量可用來描述止推法蘭和止推軸承之間的相對位置。對于—臺離心壓縮機或一臺蒸汽渦輪機來說，軸向位置是最重要的測量參量。軸向位置監測的主要目的是為了保證消除機器轉子和定子之間的軸向磨擦。軸向止推軸承的故障可能是最嚴重的故障。因此，應該認真地進行監測，以防止發生這種類型的故障，保護機器的安全。

（三）傳感器相關知識

振動測量儀器與系統通常是由測振傳感器、測量放大器和信號處理裝置等組成，測振傳感器的作用是把被測對象的機械振動量（位移、速度或加速度）在要求的范圍內正確地接受下來，并將此機械量轉換成電信號輸出或顯示出來。測振傳感器的種類很多，對于旋轉機械的狀態監測，最常用的傳感器是相對位移的電渦流傳感器，電渦流非接觸式傳感器的組成：由探頭、延伸電纜、前置器等三部分組成。

（四）3500系列狀態監測系統

組成及特點：由探頭，前置放大器和狀態監視儀構成。其中狀態監視儀與以往的很大的不同，它是采用基于PLC的新型狀態監測儀表。所有的參數設置和調整都通過軟件來組態，并通過PC機下裝到框架中?？蚣鼙旧頉]有變量顯示功能，需要通過RS232串口連接到PC上顯示，或者通過RS485口、以太網接口等通訊到DCS中顯示。

（1）3500-15電源模塊是半高模塊，必須裝在左側專用的插槽內，電源可以冗余配置，上側是備用電源，下側是主電源。GB801框架采用兩塊半高的24V直流電源模塊。

（2）3500-22M框架接口模塊是3500的主控模塊。它提供了與PC機的接口，用于完成硬件配置的組態，并負責數據的采集和處理（指從其它監視模塊）。并且還有讀取故障信息等功能。

（3）3500-42M模塊都是4通道監視模塊，他們都可以檢測徑向振動、軸向位移、偏心和差脹，此外42模塊還可以接受速度、加速度傳感器的檢測信號。

（4）3500-50轉速模塊，雙通道輸入模塊。

（5）3500-32繼電器模塊，是4通道的繼電器模塊。輸出至ESD聯鎖系統。

（6）3500-92通訊模塊，主要用于PC機和3500以及DCS與3500之間的通訊。

零位設置：3500安裝時有了很大改進，安裝位移探頭時，只要所測電壓在規定的范圍內即可，固定好探頭后，把所測電壓值在3500組態軟件中輸入就行。

二、典型故障實例

（一）故障現象

齊魯乙烯GB801有4支軸位移ZI8083A、B、C，ZI8088A同時指示為零，出現故障。如果指示值正確，這就意味著GB801壓縮機運行處于不穩定狀態。設備處于危險狀態。給工藝設備的運行造成錯覺，威脅機組的平穩操作。摘掉聯鎖后對系統進行檢查，發現其3500-42M監視模塊故障，BYPASS紅燈亮，而TX/RX綠燈滅，OK燈滅。

（二）故障原因分析及檢查

故障原因分析：造成4支軸位移ZI8083A、B、C，ZI8088A信號故障的主要原因有：安裝探頭故障；探頭與延伸電纜和延伸電纜與前置放大器之間接頭松動；前置放大器故障；接線松動；狀態監視模塊卡件及安全柵故障。

問題檢查：

（1）現場檢查前置放大器，沒有發現問題，檢查到室內3500監視儀時，發現第一個軸位移監視模塊BYPASS紅燈亮，TX/RX綠燈滅（正常應該閃爍），燈滅表明監測器運行不正常。

（2）NET8000系統數據顯示正常，并沒有變化，證明監視儀之前（探頭、前置放大器）沒有問題。

（3）用3500組態監控軟件連接后3500故障記錄顯示Device Not Communicating，事件代碼為00032。故障信息為32 Device Not Communicating。

因此判斷3500-42M位移監視模塊損壞。查閱3500維護手冊，為設備通訊故障。對系統進行系統復位，故障并沒有消除，因此判斷卡件損壞。

（三）故障處理

更換3500-42M位移監視模塊。更換過程中需要下裝此模塊的組態數據（組態數據可以單模塊下裝，也可以整體下裝），因此為安全起見，除了摘除BSZ8083外，還必須摘除此卡籠所包含相關的BSZ8088和BSZ8091軸位移聯鎖。卡件更換過程必須在保證生產安全的前提下進行，要求工藝、儀表人員防范到位、措施得力。

結語

為保護大型壓縮機組安全運行，狀態監測必不可少，由于BE 3500監測系統的廣泛應用，增強了齊魯乙烯大機組的可靠性，為裝置的穩定運行提供了強有力的保證。針對系統運行過程中出現的故障，分析原因并在實踐中找出解決辦法和處理措施，保證了機組設備的長周期安穩運行。

參考文獻

[1]張正松.旋轉機械振動監測與故障診斷[M].北京：機械工業出版社，1991：141-143.

[2]屈梁生.機械故障診斷學[M].上海.上海科學出版社，1986年，68-72.

（作者單位：中國石化齊魯分公司烯烴廠）