引言 

氢气压缩机是某化工装置的关键机组设备，为氢网系统提供循环动力。氢气压缩机的控制系统由西门子PLC S7-400控制系统和本特利3500在线状态监测系统构成，同时其主电机还配备有现场吹扫盘系统，负责控制电机正压吹扫。          

图1. 氢气压缩机控制系统简图

机组在运行过程中，部分潜在的故障隐患影响了机组的平稳运行，因此氢气压缩机仪表故障隐患原因分析及处理措施，是本文重点阐述的内容。

1.仪表故障隐患分类

根据对机组运行过程中出现的故障隐患进行统计、总结、分类，将影响机组平稳运行的隐患主要分为四类：状态监测信号（振动、位移）指示同时波动、相关状态监测信号（振动、位移）指示降为零、正压通风吹扫联锁信号联锁停机、压缩机防喘振流量计指示波动。

2.故障原因分析

针对上述仪表故障隐患分类，根据仪表人员在机组运行过程中积累的经验，下面对着四项隐患逐一进行原因分析阐述。

2.1某一状态监测信号（振动、位移）指示为零

在机组运行过程中，某一状态监测信号（振动、位移）指示偶尔会出现由测量正常值波动后降为零的状况。在对整个回路进行检查过程中发现是由于回路安全栅故障导致信号指示异常。

氢气压缩机振动、位移信号经现场前置放大器处理后进入机柜接线端子排，经过安全栅后进入本特利卡件。系统采用的安全栅为MTL型安全栅，底板供电，安装较为密集。利用红外温度成像仪对安全栅拍照检测，安全栅最高温度达到55℃左右，即将达到其正常使用时的温度许可上限（-20℃～60℃）。安全栅长期工作在高温状态，严重影响其可靠性及使用寿命。最终确认了状态监测信号由测量正常值突然降为零的原因为：安全栅工作温度高。

2.2状态监测信号（振动、位移）指示同时波动

氢气压缩机状态监测系统振动、位移信号采用的本特利3300电涡流系列探头需要配置前置放大器，前置放大器安装在现场压缩机房中间接线箱内。在机组运行过程中，机组的振动、位移信号偶尔会出现同时波动的现象，几分钟后信号指示趋于正常，出现这种情况后，仪表维护人员对状态监测信号的探头、中间接线箱、前置放大器、安全栅等回路的各个环节进行了检查，均无异常。

在一次机组特护工艺配合人员运用对讲机和内操联系过程中，状态监测信号再次出现波动，引起了仪表人员的关注，认为可能是由于外部干扰导致机组状态信号的波动。于是再次用高频对讲在中间接线箱处进行干扰测试，状态监测信号再次出现波动。经过分析认为氢气压缩机随机配置的中间接线箱为塑料材质，而其它大型机组如裂解气压缩机状态监测信号中间接线箱为金属接线箱则不存在这种现象。最终确认了引起状态监测信号指示同时波动的原因为：中间接线箱抗干扰性差。

2.3正压通风吹扫联锁信号联锁停机

氢气压缩机联锁停车逻辑中引入电机正压吹扫信号，在运行过程中，若吹扫风压力波力超出设定值，则表示电机内部吹扫风产生的正压超限，系统认为电机处于非安全状态，压缩机触发联锁停车，在机组运行期间，出现过压缩机因正压通风吹扫信号异常导致的机组停机，但是现场检查吹扫盘无任何报警信息产生，参考了同类大型电机的压压通风联锁情况，都没有将吹扫盘信号引入联锁逻辑中。

2.4压缩机防喘振流量计指示波动

氢气压缩机防喘振流量计设计为阿牛巴式差压流量计，智能差压变送器通过五阀组将高低压侧的介质压力引入精密测压腔室内，根据测得的压力差计算流量，原设计没有仪表阀组伴热。

新疆昼夜温差比较大，当防喘振流量计所测的介质含有微量的水气及其它烃类杂质，介质中的水气及其它杂质易在五阀组及测压腔室内凝液，压力测量出现较大偏差，导致流量计指示出现大幅波动。由于防喘振流量计波动造成防喘振阀门开度也产生较大幅度的波动，造成压缩机实际出口流量减小，压缩机处于自循环状态，对加氢装置及整个氢网造成影响。最终确认了压缩机防喘振流量计指示波动原因为：防喘振流量计伴热不合理。

3. 故障隐患处理措施

3.1机柜门增加通风风扇

氢气压缩机仪表机柜的通风系统采用风扇换风形式，在机柜前面板下部安装一个向外抽风风扇，顶部及后面板没有通风窗口，于是在机柜加装两个同类型的风扇，再次红外温度成像仪对安全栅工作温度拍照检测，安全栅的工作温度大概为40度左右。安全栅因工作温度高导致的故障率也大大降低。   图2. 机柜门增加风扇前后效果图

3.2中间接线箱增加屏蔽

针对中间接线箱抗干扰性差这个隐患，采取在现场中间接线箱增加屏蔽设施，此项措施实施完成后，状态监测信号（振动、位移）指示同时波动的情况彻底解决。

图3. 改造前后的中间接线箱

3.3 取消正压通风吹扫联锁信号

氢气压缩机电机吹扫盘联锁信号在S7-400 PLC系统的硬线接中，此联锁信号为逻辑“1”正常，逻辑“0”联锁。根据联锁保护系统专家组评估，需要取消正压通风联锁信号的联锁。仪表人员在氢气压缩机停工期间，直接在机柜后的端子排上对该信号短接处理，保证电机吹扫盘联锁信号一直为“1”。

3.4防喘振流量计伴热改造

对防喘振流量计伴热进行改造，在流量计阀组处新增热水伴热，伴热引自附近工艺管线。压缩机防喘振流量计在伴热改造后，流量计阀组处排放无出现积液现象。    图4. 防喘振流量计增加伴热

4. 结论

石油化工行业仪表控制系统呈现出复杂性和综合性的特点，而故障发生的原因和部位具有多样性和不确定性，根据文章介绍氢气压缩机在运行过程中出现的故障现象、原因分析及处理措施，有效减轻基层仪表维护人员的劳动强度，极大的提高了工作效率。