BN3500状态监测系统在裂解装置压缩机的应用及故障分析

蒋宇波

引言：介绍了乙烯装置压缩机所采用的状态监控系统的类型及特点，系统升级相关原因，典型故障处理过程，探讨了如何在工厂实践中合理使用状态监测系统相关设备。

齐鲁石化乙烯装置的压缩机组是乙烯生产的重要组成设备，其中裂解气压缩机是工艺生产主流程上的机组设备，而丙烯制冷、乙烯制冷、甲烷制冷及三元制冷压缩机则是给分离系统提供冷剂的重要机组。其中任何一台压缩机损坏停车，都将会造成乙烯生产的中断。因此，保证装置重要机组安全、稳定、长周期运行，满足工艺平稳生产要求，减少停车的经济损失，这不仅需要工艺人员的精心操作和维护，更重要的是对重点机组进行安全保护。

在齐鲁石化乙烯装置中，为了更好的监测压缩机等大型机组的运行状态，最大限度的消除误停车，有效地保护了人身、设备安全，采用了本特利公司生产的状态监测系统，本文从装置实际出发，介绍BN3500监测系统相关知识，故障现象，分析原因，探讨解决措施。

一、旋转装置状态监测简介

旋转装置状态监测是指利用各种仪器和仪表，对反映旋转机械运动状态的参数进行测量和监视，从而了解其运动状态，保证安全运行。在线监测的状态参数主要有：轴的径向振动、轴向位移、机器转速等。

（一）振动测量

振动测量就是机械相对于某一已知参考系的振动的测量。转轴、汽封、轴承箱以及机壳均为最受关注的机械部件。准确地对这些部件进行测量和监测可以对机器的机械状态进行描述。在对大多数机器进行连续监测时，电涡流探头用来测量机器转轴相对于机壳的运动。

（二）位置测量

轴向位置测量可用来描述止推法兰和止推轴承之间的相对位置。对于—台离心压缩机或一台蒸汽涡轮机来说，轴向位置是最重要的测量参量。轴向位置监测的主要目的是为了保证消除机器转子和定子之间的轴向磨擦。轴向止推轴承的故障可能是最严重的故障。因此，应该认真地进行监测，以防止发生这种类型的故障，保护机器的安全。

（三）传感器相關知识

振动测量仪器与系统通常是由测振传感器、测量放大器和信号处理装置等组成，测振传感器的作用是把被测对象的机械振动量（位移、速度或加速度）在要求的范围内正确地接受下来，并将此机械量转换成电信号输出或显示出来。测振传感器的种类很多，对于旋转机械的状态监测，最常用的传感器是相对位移的电涡流传感器，电涡流非接触式传感器的组成：由探头、延伸电缆、前置器等三部分组成。

（四）3500系列状态监测系统

组成及特点：由探头，前置放大器和状态监视仪构成。其中状态监视仪与以往的很大的不同，它是采用基于PLC的新型状态监测仪表。所有的参数设置和调整都通过软件来组态，并通过PC机下装到框架中。框架本身没有变量显示功能，需要通过RS232串口连接到PC上显示，或者通过RS485口、以太网接口等通讯到DCS中显示。

（1）3500-15电源模块是半高模块，必须装在左侧专用的插槽内，电源可以冗余配置，上侧是备用电源，下侧是主电源。GB801框架采用两块半高的24V直流电源模块。

（2）3500-22M框架接口模块是3500的主控模块。它提供了与PC机的接口，用于完成硬件配置的组态，并负责数据的采集和处理（指从其它监视模块）。并且还有读取故障信息等功能。

（3）3500-42M模块都是4通道监视模块，他们都可以检测径向振动、轴向位移、偏心和差胀，此外42模块还可以接受速度、加速度传感器的检测信号。

（4）3500-50转速模块，双通道输入模块。

（5）3500-32继电器模块，是4通道的继电器模块。输出至ESD联锁系统。

（6）3500-92通讯模块，主要用于PC机和3500以及DCS与3500之间的通讯。

零位设置：3500安装时有了很大改进，安装位移探头时，只要所测电压在规定的范围内即可，固定好探头后，把所测电压值在3500组态软件中输入就行。

二、典型故障实例

（一）故障现象

齐鲁乙烯GB801有4支轴位移ZI8083A、B、C，ZI8088A同时指示为零，出现故障。如果指示值正确，这就意味着GB801压缩机运行处于不稳定状态。设备处于危险状态。给工艺设备的运行造成错觉，威胁机组的平稳操作。摘掉联锁后对系统进行检查，发现其3500-42M监视模块故障，BYPASS红灯亮，而TX/RX绿灯灭，OK灯灭。

（二）故障原因分析及检查

故障原因分析：造成4支轴位移ZI8083A、B、C，ZI8088A信号故障的主要原因有：安装探头故障；探头与延伸电缆和延伸电缆与前置放大器之间接头松动；前置放大器故障；接线松动；状态监视模块卡件及安全栅故障。

问题检查：

（1）现场检查前置放大器，没有发现问题，检查到室内3500监视仪时，发现第一个轴位移监视模块BYPASS红灯亮，TX/RX绿灯灭（正常应该闪烁），灯灭表明监测器运行不正常。

（2）NET8000系统数据显示正常，并没有变化，证明监视仪之前（探头、前置放大器）没有问题。

（3）用3500组态监控软件连接后3500故障记录显示Device Not Communicating，事件代码为00032。故障信息为32 Device Not Communicating。

因此判断3500-42M位移监视模块损坏。查阅3500维护手册，为设备通讯故障。对系统进行系统复位，故障并没有消除，因此判断卡件损坏。

（三）故障处理

更换3500-42M位移监视模块。更换过程中需要下装此模块的组态数据（组态数据可以单模块下装，也可以整体下装），因此为安全起见，除了摘除BSZ8083外，还必须摘除此卡笼所包含相关的BSZ8088和BSZ8091轴位移联锁。卡件更换过程必须在保证生产安全的前提下进行，要求工艺、仪表人员防范到位、措施得力。

结语

为保护大型压缩机组安全运行，状态监测必不可少，由于BE 3500监测系统的广泛应用，增强了齐鲁乙烯大机组的可靠性，为装置的稳定运行提供了强有力的保证。针对系统运行过程中出现的故障，分析原因并在实践中找出解决办法和处理措施，保证了机组设备的长周期安稳运行。

参考文献

[1]张正松.旋转机械振动监测与故障诊断[M].北京：机械工业出版社，1991：141-143.

[2]屈梁生.机械故障诊断学[M].上海.上海科学出版社，1986年，68-72.

（作者单位：中国石化齐鲁分公司烯烃厂）