进口310DA3型离心式空气压缩机频繁停机问题及其对策
【论文摘要】进口310DA3型离心式空气压缩机频繁停机问题及其对策
洛阳石化总厂聚丙烯公司于1995年从美国ELLIOTT公司引进的310DA3型离心式空气压缩机（以下简称空压机），自投运以来，故障率高。截止目前，该机组非计划停机已达上百次，最严重的一次，曾由于润滑油故障导致离心式空压机内部件严重损坏，并造成重大设备事故。虽然我厂数次请外商到现场解决该问题，但收效甚微。针对这个问题，我们仪表方面进行了长期努力，相继采取{TodayHot}了诸多措施，收到了预期效果。
1 控制系统简介
该离心式空压机组采用了独立的ESD（紧急停车系统）进行控制。控制系统调节入口、出口和各个级间温度控制法、监视操作系统参数、提供报警和跳闸显示、编机组开车和停车顺序、转换操作模式、储存相关数据并通过打印机接口提供硬拷贝输出。ESD系统内采用固化软件，使用人员无法调出内部程序。控制盘采用微型计算机。
2 空压机投运以来主要停机原因分析
这台离心机运行初期就频繁造成非计划停机，从显示的信息看，主要的停机原因如下：
1）工艺条件联锁；
2）机组机械原因；
3）控制器或驱动器故障；
4）振动传感器故障；
5）机组振动值超高；
6）主电机电流波动联锁。
看来，造成机组停机的原因是多方面的。当然也不能排除机组设计或制造方面存在的问题。但是作为仪表专业维护人员，我们有必要从仪表控制角度来分析，尽力排除控制方面存在的问题。
3 停机原因分析
机组投运初期，我们和外商都曾怀疑DMD控制器有问题，更换备用控制器后，机组的运行状况仍未好转，这样我们就基本排除了控制器有问题，而认为问题出在外围。经分析原因如下：
3.1 关于机械及工艺原因造成机组联锁停机
这方面的停机原因有如下几种：
1）新机组有些机械部件经长途运输是否受{HotTag}损；
2）安装方法及精度是否达到标准；
3）某些设计不符合我厂具体情况；
4）工艺及维护人员经验缺乏。
3.2 关于驱动器或控制器故障造成停机
开工初期，多次出现因驱动器故障造成停机，我们及时更换了新的驱动器，但问题依旧，证明故障是由外部原因引起的，经分析认为，此故障可能有以下两方面的原因。
1）电源系统
由于在这套系统设计中，所有仪表供电设备没有UPS系统。对控制系统供电所要求的110V AC供电（220V AC经变压器转化）波动要求很严格（+5%）。因此，当仪表瞬间停电或电压波动过大时，控制器将自动诊断未“控制器故障”。
2）抗干扰能力
a）控制器质量差，尤其抗干扰能力差。
b）干扰源多。开工初期，由于故障较多，为处理问题方便，现场控制箱门经常不关闭，现场使用的手机和对讲机不但发射功率大，而且数量多，其影响也非同小可。我们曾经进行了实验，确认手提无线电话是振动监测系统常见干扰源。
c）接地不符合要求。1996年曾多次出现因雷电造成联锁停车。这充分证明了该机组控制系统接地不符合要求。
3.3 关于机组的轴振动
这台离心式空压机在齿轮箱上有两个振动探头分别监测高、低速侧齿轮轴振动。探头对轴振动检测采用电涡流原理，探头由通有高频信号的线圈组成，当距离发生变化时，产生的电物理使探头内的高频信号的能量损失，使剩余的能量和距离相对应，这个电压信号送到控制器显示和报警。其振动变送器（前置放大器）在制造厂是按一定的金属材质进行标定的，其同轴电缆也是按一定比例的电器长度故障或振动值超标而造成的停车次数最多。我们认为，可能有以下原因。
1）振动检测系统故障。探头在出厂前都经过严格的防磁化处理，要求在使用时，端部保护层不应有一丝懂得碰伤或剥落。而我们在安装时，按照厂商要求的安装法，由于看不到探头和轴之间的实际距离，往往要将探头上到碰到轴再退回，然后测量间隙电压，在调整两者之间距离（如果不这样，虽然能测到间隙电压，但探头不能测到转子振动）若用力过大压轴，可能有损探头。
2）间隙电压不合适。根据ELLOTT提供的参考值，安装时的间隙电压为4-6V。根据我们使用本特利振动探头经验（无论3300V还是7200系列），间隙电压都在（9-10）V+0.5V，因此这个参考值可能太小。
3）延伸电缆和信号电缆的屏蔽层有可能损坏或接地不好，外界的强干扰对信号有影响。
4）延伸电缆和信号之间的连接不好，导致变送器 输出4-20mA信号低于3mA，而出现“振动变送器故障”。
5）如果振动变送器安装绝缘性能差，外壳或电缆接头碰到接线箱壁，将使振动回路接地，同样会出现“振动变送器故障”。
6）由于接线柜中有仪表电缆和电气电缆，如果安装不当，则会相互发生“电噪音”干扰。
7）接地不当。
8）叶轮上有灰尘或油污。如果入口空气过滤网不好用，叶轮上有灰尘，将直接影响振动值的检测。例如，1996年8月，在机组解体检修中发现叶轮上有灰尘，最厚达1.5mm。
9）内部机械有问题。
3.4 关于电机电流发动
机组运行几年来，时常出现电机电流波动现象，由于信号的检测和显示分属于电气和仪表，问题不好判断，根据分析可能有下列原因。
1）机组运行出现负荷波动。
2）检测及变送单元故障。
3）动力电缆受外界影响造成电压波动。例如1996年3月和1997年10月均因总厂开动其他机组造成电流在50-100mA之间波动。
4）某些元件适应环境能力差。据我们观察，电流波动往往在开及一段时间后出现，这可能与检测元件发热从而影响正常工作有关。
4 改进措施
经过长期的观察维护分析，基本上弄清了因仪表故障而造成的停机的原因，并一一进行了改进。
1）建议尽力降低因机械与工艺进口原因造成的停机。例如曾经因为1级出口压力变送器在开、停级时显示故障，原因是此时入口阀是全关的，使得1级出口产生真空，变送器检测到真空压力，输出信号低于3.0mA而报警，我们通过ELLOTT修改了软件，使得该回路在入口阀全关时无效。
2）对现有仪表接线进行全面检查，对可能出现接触不良的地方进行整改。
3）1996年8月增加了在线UPS系统，彻底杜绝了因停电而造成的机组停机问题。
4）对接地系统按外商要求进行了改造，将接地总线连到埋入地下的管网上，并将仪表地和保护地彻底隔离。
5）认真检查各信号线的屏蔽层，并更换了屏蔽层不好的信号电缆；对振动变送器增加绝缘性。
6）对探头进行校验，画出其工作特性曲线，选定其工作线性段中间点，并在外商认可的情况下，由外商现场监督将间隙电压调整到8V。
7）严格探头安装，安装前确认各部件、电缆完好，检查有无接头接触不良或氧化现象，安装中随时检测，并注意避免损坏各部件、丝扣及探头。
8）成立特级维护小组，加强现场管理规范化，控制箱门开机前必须关闭。
9）加强仪表巡检力度，发现异常及时检查处理，将事故消灭在萌芽状态。
5 结束语
经过长期攻关，在这方面已经取得了不小收获，故障率明显下降，基本上消除了机组的非计划停机，可以从表1的统计来看到所取得的成效。表中1999年非计划停车一次。1999年10月控制器死机，所有按键均不能操作，机组照样运转停不下来，后强制停车，经查控制器主板有故障，排除故障后投用正常至今，并从美国又新购一台控制器备用。
表1 非计划停车统计表
时间 非计划停车次数
1996年 71
1997年 36
1998年 1
1999年 1
目前机组的运行状况良好，今后我们要再接再厉，保证设备长期安稳运行。
