平臺原油發電機甩載停機故障探析

徐從成（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518067）

2014 年平臺投產以來，平臺原油發電機運行狀態不穩定，安保系統的部件引起的甩載、停機故障現象頻發，嚴重危及到了平臺設備正常運轉和生產安全。隨著平臺提質增產和主機負荷增加，原油發電機甩載、停機將造成巨大的經濟損失。

1 原油發電機甩載、停機故障原因分析

2015年至2017年，平臺因原油發電機甩載停機故障頻發，耗費大量的人力物力財力。2018年1月，對原油發電機在2017年7-12 月的故障情況進行了詳細的調查、統計分析，如圖1所示。

圖1：原油發電機故障情況統計表

經過統計分析，由圖1原油發電機故障情況統計表得出機組甩載停機主要是超速、油霧濃度高、刀閥回訊器故障所引起。

2 原油發電機甩載停機故障處理措施

2.1 超速

原油發電機超速故障，主要是由于速度傳感器故障或者安裝位置不規范導致。

2.1.1 速度傳感器故障處理方法

速度傳感器故障主要是傳感器本身質量引起的，主要是由于其質量、壽命決定。如果在判斷傳感器回路無短路、斷路現象，則可以通過更換新的速度傳感器進行解決。

2.1.2 速度傳感器安裝位置不規范整改方法

速度傳感器安裝位置有相應的規范（1），如果安裝位置不當，將會出現超速停機現象。安裝注意事項主要有速度傳感器的方向和速度傳感器與齒輪的距離，安裝方向是速度傳感器紅色標記應在正對齒輪的垂直方向的±15°，安裝距離是1.5±0.5mm。

2.2 油霧濃度高

2.2.1 主機內部件異常檢查

檢查主機16個缸的缸套壁是否有拉痕現象；檢查連桿大端和曲軸連接處，左右波動，是否有卡阻現象；檢查主軸瓦是否檢查連桿缸套壁上所流下的滑油，是否有反光金屬。經過檢查確認，未發現相關異常現象。

2.2.2 主機滑油異常檢查

對四臺主機油樣進行取樣化驗，并提取其中的磨粒度數據（2）進對比。

主機C∕D 的磨粒平均值雖然處于正常范圍內，但是數值遠大于主機A∕B，而主機C∕D恰好是故障發生最頻繁的，由此可以判斷滑油變臟是引起油霧濃度高的主要原因。四臺主機中主機A∕B 使用的是進口滑油從2014年至今未進行更換，C主機已更換國產滑油1年，D主機已更換國產滑油1.5年。由此可以推斷主機A∕B使用的進口滑油品質好，不容易變臟，主機C∕D的國產滑油都使用了一年以上，變臟的效果明顯。因此，國產滑油比較容易變臟，是油霧濃度高報的主要原因，而且油霧探測器高報警時，發現內部油污較多。

根據油霧探測器維保手冊中的維保要求2000 小時進行維保（3），同樣發現主機C∕D 油霧探測器內部油污要比主機A∕B 的臟許多。針對此現象，改變了維保策略，由原來的2000小時進行維保改為300小時進行維保，預防油霧濃度高引起的甩載停機故障。

2.2.3 油霧濃度探測器臟或者故障

根據2.2.2的檢查結果，分析可得油霧濃度高報警甩載停機主要是由于更換國產滑油后，導致在相同的時間和工況條件下油霧探測器內油污比進口滑油要多許多，油霧探測器內油污聚集是導致油霧濃度高報警的主要原因。通過優化維保時間和頻次，解決了油霧濃度高報警甩載停機的問題。

2.3 刀閥回訊器故障

每臺原油發電機都有A、B兩個刀閥，每個刀閥上各安裝有感應式的閥位反饋傳感器，刀閥在開的狀態是機組運行的啟機運行的條件之一。可見，刀閥回訊信號對機組的運行控制非常重要。

2017年9月7 日、2017年12月27日主機C連續出現兩次甩載（4），經過查看，報警基本一致。

從報警記錄上看，主機C甩載是由于limit1、limit2、limit3觸發導致的，而limit1、limit2、limit3觸發與主機的速度傳感器檢測的轉速有關，檢查主機C的轉速曲線。

從曲線可以看出，主機C的速度傳感器的數值是變化的，而且是在5:08:18—05:08:20 大約2 秒的時間內降到了約100rpm，所以，是什么原因導致速度傳感器數值發生了變化？成為我們首要要解決的問題。

速度傳感器的數值發生變化的原因有：

⑴、速度傳感器安裝及本身存在問題；

⑵、主機C 的A 或B 刀閥回訊傳感器與兩個速度傳感器在同一個PLC卡件上，主機C的A或B刀閥回訊傳感器存在問題，會引起兩個速度傳感器同時變化，從而引起主機甩載。

對于以上第⑴項的問題的處理如下：

此問題分兩種情況，第一種情況是只有1 號速度傳感器存在問題，第二種情況是1號、2號速度傳感器同時出問題。第一種情況，因為當只有1號速度傳感器數值發生變化時，1號速度傳感器數值與2號速度傳感器數值會有偏差，此時LESS系統會出現速度差報警，而且LESS盤上的1號速度傳感器狀態監測燈會由綠色變為黃色，而實際的當主機C 甩載時，LESS 盤上沒有任何報警的現象，所以可以判斷1 號速度傳感器不存在問題。第二種情況，1號、2號速度傳感器同時出問題，這種情況雖然發生的概率非常低，但是還是將1、2號速度傳感器進行了檢查，功能正常。

對于以上第⑵項主機C的A側或B側刀閥存在的問題的處理如下：

從此問題現象來看，刀閥回訊傳感器的性能是不可靠的。如果刀閥回訊傳感器性能下降，絕緣降低，則會影響PLC 卡件A01.1正常工作和共用電源，PLC卡件A01.1和共用電源的變化異常會影響接在卡件A01.1 上的兩個速度傳感器的正常工作，導致速度數據變化，從而導致主機甩載，所以決定將刀閥回訊開關的電路進行優化。

將刀閥回訊傳感器與PLC卡件之間增加了繼電器，將刀閥回迅傳感器電源與卡件A01.1 電源分開，刀閥回訊傳感器工作穩定性變差后，是不會影響PLC 卡件正常工作的，從而不會影響此卡件上的兩個速度傳感器的正常工作。

電路優化后，進行功能測試，主機C刀閥回訊傳感器正常工作，未再出現甩載故障。

將主機C刀閥回迅傳感器的電路優化方案推廣到其它三臺主機上，其它三臺主機運行穩定，沒有出現因刀閥回迅傳感器故障引起的速度傳感器異常而導致的甩載停機故障。

3 效果評價

對鉆井平臺原油發電機的故障進行統計、分析和總結，找到原油發電機的甩載、停機原因主要集中在速度傳感器超速、油霧探測器濃度高和刀閥回訊器故障，經過有針對性的整改、優化、改造后，降低了原油發電機的故障率，減少了維修成本和員工的維修勞動強度，提高原油發電機運行穩定性、可靠性和安全性，為平臺的提質增產打下了堅實基礎。