MAFI透平膨胀机高转速报警停机原因初步分析及解决措施.doc

1、MAFI 透平膨胀机高转速报警停机原因初步分析及解决措施摘 要降温后 2#膨胀机频繁高转速停机，认真分析停机原因，及时落实解 决措施 关键词降温 高转速停机 解决措施 中图分类号：TB653 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0080-01 采处一队雅克拉集气处理站采用的是美国吗菲公司生产的膨胀/增压机，由加拿大普帕克公司组装成撬，日处理天然气 253 万方，是西北分公司投资最大，处理规模最大，自动化程度最高的两台机组。2006 年 9月 28 日一次性开机成功，经过为期 8 天的试运行考核调试，机组运行正常，工艺、设备、仪表等各参数稳定，在单机和双机运行时均能达到

2、设计的制冷温度。膨胀机自开机以来一直运行平稳，未发生异常情况，使产量、收率均有了较大的提高。但进入冬季以来，两台膨胀机均出现了不同程度的转速波动情况。2006 年 11 月 25 日开始频繁发生高转速停机故障，影响了我站的正常生产。因为厂家不能及时赶到处理，我站决定自主攻关，解决此问题。 1、高转速停机情况简介 2006 年 11 月 25 日，采处一队所处地区开始连降大雪，19 点 27 分1#膨胀机转速有小范围波动，波动峰值 28000rpm，2#膨胀机转速较为平稳，运行转速在 26000rpm 左右。2006 年 11 月 26 日 08：48，2#膨胀机第一次高转速停机，经过仪表技术人

3、员检查后，重新启动并手动控制膨胀机运行，但是于 11 月 28 日 11：30，2#膨胀机再次高转速停机，当时膨胀机附近并未发现任何异常声音，只是检测到膨胀机转速有大幅度波动。其后又于 12 月 2 日、12 月 6 日因高转速导致停机，每次运行时间约为 10 小时，其间转速跳变非常频繁，峰值一度达到 35000-42500rpm，请示上级后，暂时停运 2#膨胀机以彻底检查高转速停机原因。 2006 年 12 月 7 日凌晨 2 点，1#膨胀机单机运行时也因高转速停机，现象类似 2#机。 2、高转速停机原因分析 为了彻底找到停机原因，站领导组织技术组各个专业成立攻关小组共同分析转速波动原因。

4、2.1 仪表故障导致转速测量不准确 膨胀机转速超高首先是从仪表上表现出来，因此仪表技术人员首先检查了膨胀机的相关仪表的运行状态。 2.1.1 检查膨胀机喷嘴 转速的高低受到膨胀机喷嘴的开度的直接影响，因此仪表技术人员首先检查了膨胀机喷嘴的控制阀门，检查结果：控制喷嘴的阀门开关灵活，上下行程平稳，开度反馈正常，没有异常情况。 2.1.2 检查膨胀机防喘阀 防喘阀的开关会影响到膨胀机负荷大小，可能会导致转速变化，经过检查阀门开关灵活，并由技术人员现场发送电流信号并观察，阀门行程平稳准确，未发现异常情况。 2.1.3 检查膨胀机增压端、膨胀端入口的压力变送器、差压变送器 在膨胀机投用自动控制的方式时

5、，喷嘴的开度是由膨胀机转速、增压端入口压力、入口压差等几项参数共同决定的，因此也进行了检查。经过用手操器检查变送器内部参数没有发生变化，现场面板显示数值正常，测量其电流同显示数据相符合。 2.1.4 检查膨胀机转速探头及相关的仪表 因为没有得到厂家的授权，不能拆开检查转速探头，所以仪表人员检查了转速探头相关的仪表及接线。首先，检查速度探头至频率转换器信号线，信号线阻值正常，接线良好；其次，检查现场盘柜内接地端子排，发现接地端子排未能真正接地，于是增加接地线，接线后开机，仍然出现转速波动情况；第三，从频率转换器处手动发送频率信号，PLC 显示转速正常未见波动；第四，测量转速探头阻值为 215 欧

6、姆，属于正常值，第五，因为转速波动现象是在下雪后发生的，怀疑是否环境温度过低导致频率转换器工作不正常，通过察看说明书发现此模块工作温度是在-20至 65，并和厂家核实。通过持续测量，控制盘内温度最低为-8，在正常范围内。第六，因为以上处理并未能解决问题，仪表人员猜测是否有干扰，于是断开频率转换器附近电加热器 220V 交流电源。经过以上处理没有解决转速高故障。 2.2 电气故障导致转速波动 经过检查，电气系统供电正常，排除电气故障导致高转速停机的可能。 2.3 设备故障导致转速波动 因为停机时运行班组均在现场，并没有发现异常的响声及其他异常现象，排除设备损坏导致高转速停机的可能。 2.4 工艺

7、参数变化导致转速波动 经过从 DCS 系统的操作站观察各参数趋势，发现工艺参数平稳，从进站直到进膨胀机没有相关参数发生明显的变化。因此，从膨胀机本身的工艺方面考虑。首先，手动控制 2#膨胀机的喷嘴开度使其防喘阀完全关闭，但 2#膨胀机仍发生转速跳变，峰值达到停机值， （停机有一秒钟延时）在多次跳变过程中随机性发生高转速停机。其次，将运行模式由 1#自动 2#手动，改为 2#自动运行，1#手动运行， 2#膨胀机转速仍然跳变，导致防喘阀波动直接影响工艺参数，使 1#膨胀机停机，后 2#膨胀机也因高转速停机。排除工艺参数变化及操作不当导致高转速停机的可能。 2.5 厂家给予的处理意见 出现高转速停机

8、问题后，我们及时通知的厂家技术人员，厂家回复的意见如下： 一是检查转速探头的电阻值，二是检查接线端子是否松动，三是检查接地是否良好，四是可能存在噪音干扰问题。 2.6 综合分析 站领导组织攻关小组的各专业人员召开技术讨论会，综合考虑各专业反馈上来的意见。 电气、工艺、设备的问题基本已经排除，仪表方面也进行了细致的排查，厂家给出的意见中除噪音干扰问题不能落实外都已经提前做了更详细的检查，并没有发现问题。经过大家的讨论，联想到转速波动现象是在 11 月 25 日下雪后发生的，还是把重点放在了环境温度下降的问题上，站领导提议在控制盘内加装伴热带，尝试解决此问题。 3、处理经过 加装伴热带需要电气仪表

9、共同完成，通过现场实际观察，控制盘内有加热器，但是安装位置不佳，不能充分起到保温作用。而加装伴热带需要更改原设计，并且由于是 220V 的交流电，存在干扰问题，请示领导后，更改原计划为调整加热器的位置。 调整后，加热器位于频率转换器的下方，易于提高该模块的工作温度，并调整了温度控制器的设定点使加热器的工作温度提高，以便于提高其发热量。 4、处理后的效果 首先对 2#膨胀机的控制盘进行处理，经过处理后，控制盘内温度白天在 15左右，晚上温度在 0左右，和下雪前的温度基本相当，经过请示上级后于 12 月 9 日晚上开机试运行，在开机过程中没有发现转速波动情况，经过几个小时的运转，转速平稳，参数正常

10、。随后也对 1#膨胀机的加热器进行了改装，改装后开机运行，也未发现转速波动情况。 5、总结 此次故障造成我站膨胀机在近半个月的时间不能平稳运行，多次发生转速超高停机问题，影响了站内的产量和收率，在厂长和站领导的大力支持下，经过技术组各个专业的不懈努力，排除了一系列可能导致转速超高的技术问题，最终发现是环境温度大幅度下降导致的频率转换模块工作不正常造成的。在解决问题的过程中，大家群策群力，出了不少好的主意和方法，充分体现了我站的技术水平和工作能力，最终解决了这问题。问题虽然解决了，但是反映出厂家提供的模块存在质量问题，在正常的工作温度范围内却不能正常工作，使得技术人员多走了很多弯路，恢复膨胀机组平稳运行的周期变长。同时也给我们敲响了警钟，使我们知道不能迷信厂家给的技术参数，在今后处理问题的过程中，也应该要注意到这一点，对有疑问的地方要进行实际检验，而不是盲从厂家所说。针对此问题，我们已经通知厂家要求更换模块。 参考文献 1尹建兵，徐秀治，吴华东.增压透平膨胀机组轴承推力载荷分析及消除J.石油化工设备.2012，16（07）：116-117.