平台原油发电机甩载停机故障探析

徐从成（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518067）

2014 年平台投产以来，平台原油发电机运行状态不稳定，安保系统的部件引起的甩载、停机故障现象频发，严重危及到了平台设备正常运转和生产安全。随着平台提质增产和主机负荷增加，原油发电机甩载、停机将造成巨大的经济损失。

1 原油发电机甩载、停机故障原因分析

2015年至2017年，平台因原油发电机甩载停机故障频发，耗费大量的人力物力财力。2018年1月，对原油发电机在2017年7-12 月的故障情况进行了详细的调查、统计分析，如图1所示。

图1：原油发电机故障情况统计表

经过统计分析，由图1原油发电机故障情况统计表得出机组甩载停机主要是超速、油雾浓度高、刀阀回讯器故障所引起。

2 原油发电机甩载停机故障处理措施

2.1 超速

原油发电机超速故障，主要是由于速度传感器故障或者安装位置不规范导致。

2.1.1 速度传感器故障处理方法

速度传感器故障主要是传感器本身质量引起的，主要是由于其质量、寿命决定。如果在判断传感器回路无短路、断路现象，则可以通过更换新的速度传感器进行解决。

2.1.2 速度传感器安装位置不规范整改方法

速度传感器安装位置有相应的规范（1），如果安装位置不当，将会出现超速停机现象。安装注意事项主要有速度传感器的方向和速度传感器与齿轮的距离，安装方向是速度传感器红色标记应在正对齿轮的垂直方向的±15°，安装距离是1.5±0.5mm。

2.2 油雾浓度高

2.2.1 主机内部件异常检查

检查主机16个缸的缸套壁是否有拉痕现象；检查连杆大端和曲轴连接处，左右波动，是否有卡阻现象；检查主轴瓦是否检查连杆缸套壁上所流下的滑油，是否有反光金属。经过检查确认，未发现相关异常现象。

2.2.2 主机滑油异常检查

对四台主机油样进行取样化验，并提取其中的磨粒度数据（2）进对比。

主机C∕D 的磨粒平均值虽然处于正常范围内，但是数值远大于主机A∕B，而主机C∕D恰好是故障发生最频繁的，由此可以判断滑油变脏是引起油雾浓度高的主要原因。四台主机中主机A∕B 使用的是进口滑油从2014年至今未进行更换，C主机已更换国产滑油1年，D主机已更换国产滑油1.5年。由此可以推断主机A∕B使用的进口滑油品质好，不容易变脏，主机C∕D的国产滑油都使用了一年以上，变脏的效果明显。因此，国产滑油比较容易变脏，是油雾浓度高报的主要原因，而且油雾探测器高报警时，发现内部油污较多。

根据油雾探测器维保手册中的维保要求2000 小时进行维保（3），同样发现主机C∕D 油雾探测器内部油污要比主机A∕B 的脏许多。针对此现象，改变了维保策略，由原来的2000小时进行维保改为300小时进行维保，预防油雾浓度高引起的甩载停机故障。

2.2.3 油雾浓度探测器脏或者故障

根据2.2.2的检查结果，分析可得油雾浓度高报警甩载停机主要是由于更换国产滑油后，导致在相同的时间和工况条件下油雾探测器内油污比进口滑油要多许多，油雾探测器内油污聚集是导致油雾浓度高报警的主要原因。通过优化维保时间和频次，解决了油雾浓度高报警甩载停机的问题。

2.3 刀阀回讯器故障

每台原油发电机都有A、B两个刀阀，每个刀阀上各安装有感应式的阀位反馈传感器，刀阀在开的状态是机组运行的启机运行的条件之一。可见，刀阀回讯信号对机组的运行控制非常重要。

2017年9月7 日、2017年12月27日主机C连续出现两次甩载（4），经过查看，报警基本一致。

从报警记录上看，主机C甩载是由于limit1、limit2、limit3触发导致的，而limit1、limit2、limit3触发与主机的速度传感器检测的转速有关，检查主机C的转速曲线。

从曲线可以看出，主机C的速度传感器的数值是变化的，而且是在5:08:18—05:08:20 大约2 秒的时间内降到了约100rpm，所以，是什么原因导致速度传感器数值发生了变化？成为我们首要要解决的问题。

速度传感器的数值发生变化的原因有：

⑴、速度传感器安装及本身存在问题；

⑵、主机C 的A 或B 刀阀回讯传感器与两个速度传感器在同一个PLC卡件上，主机C的A或B刀阀回讯传感器存在问题，会引起两个速度传感器同时变化，从而引起主机甩载。

对于以上第⑴项的问题的处理如下：

此问题分两种情况，第一种情况是只有1 号速度传感器存在问题，第二种情况是1号、2号速度传感器同时出问题。第一种情况，因为当只有1号速度传感器数值发生变化时，1号速度传感器数值与2号速度传感器数值会有偏差，此时LESS系统会出现速度差报警，而且LESS盘上的1号速度传感器状态监测灯会由绿色变为黄色，而实际的当主机C 甩载时，LESS 盘上没有任何报警的现象，所以可以判断1 号速度传感器不存在问题。第二种情况，1号、2号速度传感器同时出问题，这种情况虽然发生的概率非常低，但是还是将1、2号速度传感器进行了检查，功能正常。

对于以上第⑵项主机C的A侧或B侧刀阀存在的问题的处理如下：

从此问题现象来看，刀阀回讯传感器的性能是不可靠的。如果刀阀回讯传感器性能下降，绝缘降低，则会影响PLC 卡件A01.1正常工作和共用电源，PLC卡件A01.1和共用电源的变化异常会影响接在卡件A01.1 上的两个速度传感器的正常工作，导致速度数据变化，从而导致主机甩载，所以决定将刀阀回讯开关的电路进行优化。

将刀阀回讯传感器与PLC卡件之间增加了继电器，将刀阀回迅传感器电源与卡件A01.1 电源分开，刀阀回讯传感器工作稳定性变差后，是不会影响PLC 卡件正常工作的，从而不会影响此卡件上的两个速度传感器的正常工作。

电路优化后，进行功能测试，主机C刀阀回讯传感器正常工作，未再出现甩载故障。

将主机C刀阀回迅传感器的电路优化方案推广到其它三台主机上，其它三台主机运行稳定，没有出现因刀阀回迅传感器故障引起的速度传感器异常而导致的甩载停机故障。

3 效果评价

对钻井平台原油发电机的故障进行统计、分析和总结，找到原油发电机的甩载、停机原因主要集中在速度传感器超速、油雾探测器浓度高和刀阀回讯器故障，经过有针对性的整改、优化、改造后，降低了原油发电机的故障率，减少了维修成本和员工的维修劳动强度，提高原油发电机运行稳定性、可靠性和安全性，为平台的提质增产打下了坚实基础。