大型压缩机机组仪表的现场检修①

詹光福 张 尊 卡勒哈尔·阿不力汗

(中国石油独山子石化分公司乙烯厂)

大型压缩机机组仪表的现场检修①

詹光福 张 尊 卡勒哈尔·阿不力汗

(中国石油独山子石化分公司乙烯厂)

大型压缩机组仪表检修是整个机组检修的重要部分，针对机组仪表检修的相关问题与注意事项，阐述了机组状态监测仪表的拆除、检查、校验和回装过程。

机组仪表 裂解气压缩机 拆除 回装

石化企业需定期对全厂范围内的装置设备进行检修，以保证装置长期连续运行的安全性和平稳性[1]。装置核心设备如乙烯装置裂解气压缩机等，常作为全厂检修的时间轴线，整个装置的检修进度都围绕着这类大型机组的检修来安排。而机组仪表的检修作为整个机组检修中的重要部分，贯穿检修的全过程。因此，机组仪表的检修进度和质量直接影响整个压缩机组的检修进度和质量，从而决定全厂的检修进度[2,3]。

中国石油独山子石化分公司百万吨乙烯装置裂解气压缩机，从2009年开工至今已经历过两次检修。在此，笔者主要对这两次机组仪表检修进行总结。

1 机组仪表基本情况

中国石油独山子石化分公司百万吨乙烯装置裂解气压缩机机组仪表主要包括状态监测系统仪表、速度控制系统仪表、防喘振控制系统仪表及一些辅助系统(油路系统、密封气系统等)仪表等。在整个机组仪表检修过程中，最重要的作业就是对状态监测系统仪表的检修。

该压缩机的状态监测系统选用本特利3500在线监测系统，振动、位移、键相位探头采用本特利3300系列8mm涡流传感器，轴瓦温度探头采用Dittmmer Pt100双支热电阻，其中振动探头16支、位移探头8支、键相位探头3支、轴瓦温度探头32支，它们共同组成了裂解气压缩机状态监测系统的现场仪表部分。

2 状态监测系统仪表的现场拆除作业

由于振动、位移、键相位探头安装在压缩机轴承箱盖或压缩机各缸体间的联轴器护罩上，必须先将这些探头拆除，钳工检修人员才能进行后续作业，因此，整个压缩机检修开始的标志性作业就是仪表探头的拆除。

2.1 振动、位移、键相位探头的拆除

本特利振动、位移、键相位信号回路(图1)包括一个传感器探头、相配套的延伸电缆及前置放大器等。作业开始前，在前置放大器的COM、OUT端测量并记录探头的间隙电压值，以备后期回装时参考。拆除时首先打开探头支架尾部的接线盒，找到探头尾线与延伸电缆的镀金转接连接头，该接头一般配有绝缘保护套管，断开连接头并用套管保护好。将延伸电缆与接线盒连接法兰断开后，松开探头支架的固定螺母，将探头从安装孔内取出。本特利3300系列8mm涡流传感器探头顶端有一层黑色聚苯硫醚(PPS)保护层，该材料具有良好的耐热性能和耐腐蚀性能，但其质地较脆，拆除过程中严禁碰触其他部件，以防损坏探头。取出后用保护套管对探头顶端进行保护，并按位号进行标识，防止回装过程中发生混装。

图1 振动、位移、键相位信号回路

2.2 温度探头的拆除

由于温度探头安装在轴瓦内部，因此必须在机修人员拆除到轴承部件时才能进行相应的拆除作业。大型压缩机组轴瓦温度探头一般为两个一组，测量同一个轴承不同瓦块的温度。两个探头尾线绑扎在一起，在尾线外部铠装护套的法兰处挂有位号标识牌，但在轴瓦内部并没有明显的标识，而且轴瓦上有多个测温小孔，具体安装在哪个测温孔内，也没有明显标识，因此在拆除时必须做好标识，对温度探头的安装部位和尾线走线布局进行拍照记录，防止回装时发生混装或安装错位。尾线上的固定螺丝和探头固定卡扣较小，拆除时注意放置在专用密封袋内，防止遗失。

3 状态监测类仪表的检查、校验

3.1 振动、位移、键相位仪表的检查、校验

首先对振动、位移、键相位仪表探头的外观进行检查，查看探头顶部的PPS保护层与探头尾线和连接电缆有无破损，尾线和延伸电缆的镀金不锈钢接头有无损坏，接头处本特利专用的特氟隆可收缩套管是否可用等。由于压缩机轴承缸内润滑油蒸气经常渗入探头尾线和延伸电缆的铠装套管内，甚至渗入到中间接线箱内，重新凝聚汇集成油污，腐蚀信号电缆并导致尾线接头和中间接线箱端子排接线接触不良，影响信号传输。因此，必须检查尾线铠装套管和中间接线箱是否有油污，并进行清理。检查前置放大器接线端子是否完好，安装轨道是否牢固。

按照本特利产品的校验说明对振动、位移、键相位探头进行校验，通常使用PK-3校验仪进行探头的静态校验，如有需要也可对探头进行动态校验。

3.2 温度探头的检查、校验

首先，检查温度探头外观有无损伤，探头尾线有无挤压破损，铠装层是否完好等；检查温度探头尾线铠装套管和中间接线箱是否有油污，并进行清理。然后，在中间接线箱端子排处断开尾线与主电缆的连接，将整个温度探头从现场取回并进行校验。如果现场条件不允许(尾线穿线管走线复杂、不易拆除等)，则在现场对温度探头进行简易检测：用万用表测量其线间电阻，检查线间电阻是否正常，对地绝缘、线间绝缘是否符合要求，并对照热电阻分度表核对温度是否准确。对检测不合格的温度探头进行更换。

4 状态监测系统仪表的回装作业

4.1 轴瓦温度探头的回装

当完成压缩机检修开始回装轴承系统时，轴瓦温度探头回装要同步进行。轴瓦温度探头按照其测量部位不同分为止推瓦温度(安装在止推轴承上的温度探头)和径向瓦温度(安装在径向轴承上的温度探头)。压缩机转子非驱动端轴端设计有平衡盘，平衡盘两侧各有一组止推轴承，每组止推轴承有上、下两个半瓦，用于抵消压缩机运行时转子产生的轴向力；同时压缩机转子两端各设计有一组径向轴承，每组径向轴承也分上、下两个半瓦，用于固定转子和承受转子的径向力。

由于径向轴承靠近转子内部，应首先安装，因此径向瓦温度应先于止推瓦温度安装。机组运行期间，径向轴承的下半瓦要承载压缩机轴系的绝大部分载荷，相应的下半瓦温度要高于上半瓦，因此一般径向轴承只检测下半瓦的温度，两个温度探头都安装在下半瓦的测温孔内，如图2所示。径向瓦温度回装过程比较简单，只需按照拆除时的记录将探头安装在对应的测温小孔内即可。需要注意的是，径向轴瓦的测温孔深度较止推瓦深，安装时将温度探头插入测温孔内直到插不动为止，否则安装不到位会影响实际温度测量。测温孔口用塑料卡扣卡紧，防止探头松动脱落。

图2 轴瓦径向瓦温度探头安装示意图

由于机组运行期间止推轴承的上、下两个半瓦都要承担压缩机轴系的轴向力，因此止推轴承需对两个半瓦都进行温度检测，两个温度探头分别安装在两个半瓦上，如图3所示。止推瓦的上半瓦带防转销，下半瓦不带防转销。回装温度探头时，一般先安装上半瓦温度探头，将探头插到测温小孔底部，紧固螺丝固定尾线，之后与机修人员配合按照逆时针方向先将上半瓦旋入轴承室内，再回装下半瓦温度探头，完成后将下半瓦扣在上半瓦上，注意搭接块不要错位；然后按照顺时针方向将上半瓦旋出轴承室，同时下半瓦旋入轴承室，旋入过程中需注意温度探头尾线走线不要挤压在轴承与轴承座间的缝隙内。探头尾线由固定螺丝紧固在瓦块外支架上，走线的原则是避免尾线与瓦块接触。由于机组运转期间止推轴承的止推瓦瓦块是活动的，如果温度探头尾线与之接触，存在长期磨损的风险。同时需注意，两紧固螺丝间的尾线也不能过紧。

图3 轴瓦止推瓦温度探头安装示意图

全部温度探头回装完成后，必须对尾线的走线进行处理，避开转动轴和油路冲刷口，并注意在钳工回装上轴承座时不要挤压探头尾线。在检修中曾出现过回装上轴承座时将温度尾线挤破的情况，最后不得不全部更换掉，造成检修返工的情况。最后，机修人员回装完轴承座后，必须再次确认热电阻是否完好，或在DCS上核对其温度示值，以确保回装过程中探头和尾线完好无损。

4.2 振动、位移、键相位探头的回装

振动、位移、键相位探头由于测量对象不同，安装方式也不尽相同。振动探头测量压缩机轴系的径向跳动，一般安装在轴承座的上盖上，每个测振点安装两个振动探头，并设计为同一平面上相隔90±5°。由于轴承盖一般是水平剖分的，因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45°，定义为X探头和Y探头。一般从驱动端看，X探头应在垂直中心线的右侧，Y探头在左侧。位移探头测量压缩机轴系的轴向窜量，一般安装在压缩机段间的联轴器护罩上或压缩机缸体轴端盖板上，分A、B左右对称方式安装。键相位探头测量轴的转速，用于与振动比较来确定振动的相位角。中国石油独山子石化分公司裂解气压缩机的键相位探头安装在压缩机段间联轴器护罩和压缩机缸体轴端盖板上。

用于测量振动的电涡流传感器对被测体表面光洁度要求较高，一般粗糙度要求在0.4～0.8μm之间。振动探头监测表面光洁度的损伤会影响探头监测值，因此在机修人员检修过程中应注意对该表面的保护，同时回装振动探头前应对监测面进行检查，确保光洁无划痕。回装振动探头时有两种方法，如图4所示，分别是塞尺测量间隙法和万用表测量间隙电压法(间隙电压调整在线性范围中心，通常为-9V)，可根据现场实际情况决定采用何种方法[4,5]。

位移探头的回装和振动探头类似，但需要注意的是，位移探头回装时应根据本特利系统内部组态的零点电压来调整探头，或者根据二次表的示值来调整探头，一般尽量将示值调整在零位附近。如果压缩机具有多个缸体，一般从远离原动机的最后一个缸体开始回装，回装作业应和机修人员作业交叉进行：机修人员首先将压缩机轴系推至零位，然后回装位移探头[5]，调整探头与测量表面距离直到二次表显示在零值附近或前置放大器检测的间隙电压显示在零点电压附近(考虑到回路压降，推荐参考二次表的示值)。回装第2个缸体位移探头时按同样的步骤进行，但如果位移探头是安装在联轴器护罩上的，则要注意回装联轴器时的零位变化。中国石油独山子石化分公司裂解气压缩机的低压缸和中压缸的位移探头就是安装在联轴器护罩上的，这种情况下必须先回装联轴器，才能回装位移探头。由于联轴器的拉伸作用，压缩机轴系此时已不在零位，此时回装位移探头时就不能直接调整到零值了，而是加上或减去轴系的轴向窜量。轴向窜量由机修人员测得，具体是加或是减则根据本特利系统内部该位移探头的组态情况(远离型或者朝向型)来确定，从而确保探头实际安装位置在轴零位附近。

图4 电涡流振动探头回装示意图

键相位探头回装时需要将间隙电压调整在探头的线性范围中心。回装时先从安装孔查看检测面，确保探头没有刚好指向轴面凸台或凹槽位置，如果刚好在此位置，则必须转动轴进行调整。

电涡流探头回装完成后，注意检查探头尾线与连接电缆间的镀金不锈钢接头的连接情况。为保证接触良好，在连接接头前应对它进行清洗，清洗剂可选用无水酒清、洗油、四氯化碳及仪表清洗剂等，其中洗油和四氯化碳有毒，若选用这两种洗剂必须做好安全防护措施。探头尾线镀金接头与信号“地”相通，连接时必须进行绝缘处理，防止接头与接线盒壳体接触而引入信号干扰。采用本特利专用的特氟隆可收缩套管进行绝缘保护，杜绝采用粘性电工胶，因为油雾会溶解胶带上的粘性物质，使接头变脏，影响其连接。

5 结束语

大型裂解气压缩机机组仪表的特殊性，决定了其检修工作与其他普通仪表的不同。必须保证机组仪表检修质量的可靠性，严禁出现检修质量事故，否则，轻者会造成检修返工，延误压缩机整体检修进度，重者会影响压缩机的后期性能监测与运行，甚至造成机组停车或设备损坏。因此，在对机组仪表进行检修时，一定要确保检修质量，同时编制合理的检修方案，保证检修顺利圆满完成。

[1] 胡安定.加强石化企业设备维修和管理延长装置运行周期[J].中国设备工程,1998,(1):10～11.

[2] 张登凯.大型压缩机组的仪表检修[J].电子世界,2013,(15):83.

[3] 刘天贝,徐继荣.大型压缩机自动控制的优化[J].石油化工自动化,2016,52(6):17～20.

[4] 王民涛,李晓峰,宋同伟.振动探头在大型空压机组中的应用[J].化工自动化及仪表,2001,28(4):81～83.

[5] 梁官军,魏肖邦,王春燕.大型机组状态监测系统位移探头的安装及调试[J].化工自动化及仪表,2012,39(3):430～432.

詹光福(1984-)，工程师，从事石油化工仪表的维护工作。

联系人张尊(1980-)，工程师，从事石油化工仪表的维护工作，zhangzun@petrochina.com.cn。

TH707

B

1000-3932(2017)06-0605-04

2016-11-22，

2016-12-27)