1、油壓信號故障造成離心壓縮機連鎖停車的故障分析 侯志勇/河南省安陽鋼鐵公司制氧廠 張成立/沈陽鼓風(fēng)機(集團)有限公司摘要：對離心壓縮機的停車原因、停車儀控故障、停車電控故障、停車機械問題及導(dǎo)葉經(jīng)?？ㄗ〉冗M行了分析，并提出了解決措施。關(guān)鍵詞：離心式壓縮機 連鎖停車 故障分析中圖分類號：TH452 文獻標識碼：B文章編號：1006-8155（2006）01-0056-04Trouble Analysis of interlock Shut Down of Centrifugal Compressor Caused by the Trouble of Oil Pressure SignalAbstra

2、ct: For reason of centrifugal compressor shut down, the shut down troubles of instrument control and electric control, the problem of shut down mechanism and the reason that guide vane always being locked are analyzed, and the solving measure is put forward.Key words: Centrifugal compressor Interloc

3、king shut down Trouble analysis1 引言我廠1TY-690/5.3-型單軸、4級、3次中間冷卻空氣離心壓縮機80 年代初期產(chǎn)品， 80 年代中期投入使用。其流量為 41400Nm 3 /h ，出口壓力 0.53MPa 。 2 空壓機故障停車經(jīng)過 2004年2月5日上午11:15左右，機組運行人員聽到該空壓機有停車聲音。去現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)已經(jīng)處于停車過程中。 空壓機停車的同時，氧活塞壓縮機已經(jīng)停車，氧氣離心壓縮機仍然處于運行狀態(tài)，手動停止氧氣離心壓縮機。 空壓機停車過程中，兩臺油泵仍處于運行狀態(tài)，油壓高于正常值，達 0.570.58MPa ，而正常運行僅為 0.320.

4、33 MPa 。 空壓機停車過程中，值班人員并未聽到報警聲音。 3 空壓機停車原因分析 經(jīng)過分析認為，空壓機主控室控制盤后油壓信號線瞬時松脫，造成油壓信號回路瞬時斷路，使油壓指示瞬時回零。 油壓低于空壓機油壓低連鎖停車值，導(dǎo)致空壓機連鎖停車。 油壓同時也低于油壓低啟動備用油泵值，備用油泵啟動。 4 空壓停車儀控故障分析 4.1 停車原因空壓機主控室控制盤后儀控系統(tǒng)的油壓信號線瞬時松脫是造成此次空壓機停車的直接原因。 4.2 油壓曲線變化情況的分析 此次停車過程中，空壓機主控室控制盤上多用數(shù)字顯示記錄儀中的油壓曲線顯示，油壓曲線有一個瞬時下降和瞬時上升的過程。 此次停車后，在空壓機停車狀態(tài)下，專

5、門做了一次運行油泵停車后的油壓曲線變化試驗。試驗表明：運行油泵停車后，在不啟動備用油泵的情況下，油壓曲線是一個緩慢下降的過程。因此判定此次空壓機停車時，油壓曲線指示的油壓瞬時下降過程不可能發(fā)生，極有可能是誤指示。 檢查空壓機主控室控制盤后儀控接線時，發(fā)現(xiàn)一條接線有虛接現(xiàn)象。該連接線接線端子上固定線頭的螺母擰得很緊，但導(dǎo)線端部的繞圈較大，大于固定該接線端子的螺母外徑，螺母沒有整體壓牢該導(dǎo)線端部繞圈，該接線所在回路存在瞬時斷路的可能性。 此次接線脫落的油壓信號回路包括：油壓變送器、配電器、多用數(shù)字顯示記錄儀。該接線是由配電器至多用數(shù)字顯示記錄儀的接線。該接線在配電器接線柱處出現(xiàn)瞬時松脫。 在該油壓

6、信號回路斷路情況下，儀控油壓輸出信號是油壓為“零”。在這個信號作用下，空壓機“ 0.2MPa 油壓低連鎖停車”條件成立，空壓機直接連鎖停車。同時“ 0.25MPa 備用油泵啟動”條件也成立，備用油泵啟動。 目前空壓機具備兩個“油壓低連鎖停車”和“油壓低連鎖啟動備用油泵”功能的連鎖回路。 由就地油壓取樣點出來的油壓管分成兩路：一路去油壓開關(guān)，油壓開關(guān)輸出開關(guān)量信號至 PLC；一路去油壓變送器，輸出電流信號至配電器，由配電器至多用數(shù)字顯示記錄儀，由顯示記錄儀至 PLC 。這兩路信號都具備油壓低啟動備用油泵和油壓超低空壓機連鎖停車功能。 通過上述分析可以斷定，油壓信號線瞬時松脫，造成空壓機顯示記錄儀

7、油壓信號斷路，使空壓機連鎖停車，備用油泵連鎖啟動。雖然油壓信號瞬時恢復(fù)正常，但“油壓低停空壓機”和“油壓低啟動備用油泵”兩個連鎖已經(jīng)被執(zhí)行。 4.3 油壓信號線虛接的原因 接線端部繞圈大。 接線柱螺母沒有整體壓實接線端部繞圈。 主控室控制盤后儀控接線是 2002 年 12 月空壓機儀控系統(tǒng)改造時接的線，至今已有 1 年多的時間，這期間至少有 2 次比較大的檢修，并且該接線位置在控制盤進口處，因此在檢修和維護進出控制盤時，可能會有一些不必要的接觸。 接線所在空壓機主控室振動相對較大。 4.4 儀控系統(tǒng)故障的改進措施 本次停車過程中，空壓機停車和啟動備用油泵都應(yīng)該有報警，但實際上空壓機運行中，操作

8、工人說并未聽到報警，而氧氣離心壓縮機運行中聽到有一聲報警。 以前報警沒有記錄，為此增加了一個報警信號保持功能，不按確認鍵不會自動消除，有利于在出現(xiàn)問題后做分析判斷。 5 停車電控故障原因分析 （1）此次電控故障表現(xiàn)在備用油泵啟動后，原運行油泵并沒有自動停。根據(jù)設(shè)計，備用油泵啟動 5 s后，原來運行的油泵應(yīng)自動停。 （2）對 PLC 上油泵控制程序進行驗證，沒有發(fā)現(xiàn)問題。 （3）PLC 對運行環(huán)境有要求?？諌簷C油泵 PLC 是三菱 FX2N 微型可編程序控制器，查閱 PLC 使用手冊， 發(fā)現(xiàn)PLC 對運行環(huán)境有要求，其中包括接地要求。但并沒有明確指出接地效果不好會帶來什么后果。 PLC 使用手冊

9、提到三種接地方式： 專用接地，此種接地最好； 共用接地，此種接地可以采用； 公共接地，此種接地不允許。 （4）PLC 沒有接地是此次空壓機油泵互投后，原油泵沒有自動停的原因。 空壓機油泵 PLC 是從儀表電源隔離變壓器二次測取的電源，當(dāng)時主要考慮儀表隔離變壓器電壓穩(wěn)定，不會輕易失電。但此隔離變壓器采用的是 220V 懸浮變壓器，本身并沒有接地。 PLC 從隔離變壓器上取的兩相電都是火線，因此相當(dāng)于 PLC 沒有接地。 接地未滿足 PLC 使用手冊的要求，使 PLC 程序運行效果受到影響。因些可以認為 PLC 沒有接地是造成此次空壓機備用油泵啟動后，原運行油泵沒有自動停的原因。 （5）改善油泵

10、PLC 運行環(huán)境的措施 將 PLC 電源接線方式進行改造。將 PLC 電源改成一相，從儀表電源隔離變壓器上取電，另一相直接接地，也即 PLC 使用手冊中的專用接地。 PLC 本身帶有一個接地端子。此次將該接地端子進行了接地處理，再次進行了專用接地。 儀表電源隔離變壓器在運行時本身可以產(chǎn)生一個較強磁場，受安裝場地限制， PLC 與隔離變壓器安裝位置僅有約 0.5m 的直線距離，隔離變壓器工作時產(chǎn)生的磁場可能也會對 PLC 運行效果產(chǎn)生不利影響，使程序運行不穩(wěn)定。此次在隔離變壓器和 PLC 之間增加一個屏蔽層，起到屏蔽磁場作用，解決了隔離變壓器對 PLC 的電磁干擾問題。 （6）制氧廠改善 PLC

11、 工作環(huán)境還做的工作 筆者認為， PLC 工作環(huán)境若未滿足使用手冊的要求，將會使 PLC 程序運行不可靠。 油泵 PLC 也出現(xiàn)了一次動作不可靠的情況。 2004 年 1 月 30 日，由于二煉故障 11 萬變電站動作，電網(wǎng)產(chǎn)生波動，空壓機備用油泵在油壓并不低的情況下自動啟動，而原運行油泵卻沒有自動停。當(dāng)時在手動狀態(tài)下，手動停了一臺油泵，然后又重新轉(zhuǎn)到自動位。 筆者認為，當(dāng)時那種情況的產(chǎn)生也是因為 PLC 工作環(huán)境沒有滿足使用手冊要求。 制氧廠電控系統(tǒng)目前有 6 部 PLC ，將分別利用檢修機會進行改善工作環(huán)境的改造。 制氧廠儀控系統(tǒng)有 11 部 PLC ，目前均未接地，考慮到將 PLC 接地

12、接到電氣地線上干擾大，同時 PLC 工作環(huán)境中的磁場干擾小，也考慮到在目前工作環(huán)境條件下，有的 PLC 最長運行時間已超過兩年，仍很正常，所以仍然不考慮接地。 6 空壓機停車機械問題分析 6.1 檢查空壓機軸瓦2 月 6 日空壓機故障負荷停車后，檢查軸向間隙正常，停車時軸位移也正常，停車過程中，軸瓦溫度也沒有明顯的異常變化。因為感覺到盤車比較沉，所以決定檢查軸瓦情況。 6.2 2 月 6 日空壓機拆開上機殼檢查情況 此次空壓機負荷停車，在兩臺運行油泵運行的情況下，出現(xiàn)了壓縮機南瓦下瓦和北瓦上瓦存在較嚴重的掉塊現(xiàn)象。 南瓦下瓦約有 5 處掉塊，其中兩處約有（1 1）mm 2 見方，北瓦上瓦也有兩

13、處掉塊，面積較大，每處約有 （1.5 1.5）mm 2 見方。 南、北軸瓦均已不具備再次使用的條件，所以重新更換了兩套新軸瓦。 6.3 軸瓦損壞分析南軸瓦從2001 年 12 月開始使用，北軸瓦則從 2002 年 10 月開始使用。 2003 年 10 月檢修時兩套軸瓦均比較正常，只是北瓦上瓦稍微有點并不影響使用的裂紋。兩瓦使用時間都不是很長。 軸瓦出現(xiàn)掉塊可能是因為2004年 2 月 3 日上午開車時，大約有 2 個小時運行噪聲比較大。當(dāng)時導(dǎo)葉指示已經(jīng)全開，放空閥有開度，出口壓力是額定工作壓力，但運行聲音不是很正常，有噪聲，用手動測振儀檢測振動沒有明顯增大，運行 2h后，因噪聲大，擔(dān)心空壓機

14、的長期運行穩(wěn)定性，手動停車，空壓機解體檢查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉卡住，卡在 50%70% 開度之間。 此次空壓機負荷停車對軸瓦掉塊有一定影響。在 2 月 6 日上午，空壓機停車過程中，空壓機是負荷停車，對軸瓦沖擊比較大，有運行工反映在空壓機停車過程中，噪聲比較大。 瓦本身的巴氏合金澆鑄可能有點問題。鉗工在刮瓦時感覺瓦有點硬，塑性不太好，所以容易出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象。 2月6日上午空壓機停車過程中，油壓可能比正常運行值還高 0.25MPa 左右，這也有可能使空壓機停車過程振動增加。 6.4 空壓機負荷停車后盤車費力的分析 空壓機停車后，運行操作工發(fā)現(xiàn)盤車比較費力。要45個人才能盤動，而且比較吃力。第二次盤車也同樣費力

15、，下午仍需2個人才能勉強盤動。 正常情況，空壓機剛停車時，因為比較熱，要兩個人才能盤動車，過一會兒，等軸和機體溫度降下來以后，一個人就可以輕松盤動。 此次停車，根據(jù)油壓曲線推斷，油泵并未停，基本上應(yīng)該是在空壓機連鎖停車的同時，備用油泵也開始啟動，停車過程中并不存在供油不足的情況。 空壓機帶負荷故障停車過程中，軸瓦溫度并未異常升高。 停車后空壓機軸位移 0.17mm ，也在規(guī)定范圍內(nèi)。 按照規(guī)程，負荷停車后，軸向間隙超標、油泵同時停運、軸位移超過 0.4mm 情況下需要檢查軸瓦情況。此次故障停車，雖然是負荷停車，但油泵并未停、軸向間隙沒有超標、軸位移也沒有超標，但感覺盤車明顯費力，檢查軸瓦時發(fā)現(xiàn)有問題，因此，盤車情況應(yīng)該是故障停車后是否檢查軸瓦情況的一個重要依據(jù)。 7 壓縮機導(dǎo)葉經(jīng)?？ㄗ〉脑蚍治?在近期空壓機開車停車過程中，空壓機導(dǎo)葉有卡住情況。 2 月 3 日上午空壓機開車后，因為導(dǎo)葉打不開，空壓機專門為此停車檢修，之后才再次啟動。 2 月 5