Feinabstimmung der Überwachung kritischer Kompressoren

Das fortschrittliche Überwachungssystem verfügt über eine automatische Sicherheitsabschaltung, wenn eine vordefinierte Anzahl und ein bestimmtes Niveau kritischer Signalpegel für Kolbenkompressoren überschritten werden, in diesem Fall für einen Hyperkompressor. 

Ziel ist es, einen kosteneffizienten Betrieb zu gewährleisten, indem die Anlagenausrüstung geschützt und die Ausfallzeiten der Einheit minimiert werden. Das neue Überwachungssystem lieferte umfangreiche Daten, die es dem Zuverlässigkeitsteam ermöglichten, Rückschlüsse auf die Gründe für die Abschaltung zu ziehen und geeignete Massnahmen umzusetzen.

Der wichtigste petrochemische Komplex in Jubail, Saudi-Arabien, besteht aus mehreren Anlagen - einer 400 Mt HDPE- und einer 400 Mt LDPE-Anlage. Ungefähr 70 % der Polymere werden auf dem Weltmarkt verkauft und 30 % werden in der Golfregion des Nahen Ostens verbraucht.

Der betreffende Kompressor ist ein 15 Jahre alter Ethylen-Hyperkompressor, der als Sekundärkompressor betrieben wird. Er ist mit einem fortschrittlichen Überwachungssystem ausgestattet. Dieses System überwacht Vibrationen und Druck sowie die Kolbenposition.

Nur sieben Minuten vor der Abschaltung lief der Hyperkompressor normal; alle Signale lagen innerhalb der definierten Grenzwerte. Zylinder 2B zeigte Abweichungen in der vertikalen Kolbenstangenlage.

Der Spitzenwert änderte sich von 150 µm auf 420 µm und überschritt die Warnschwelle, die bei 400 µm festgelegt war. Die horizontale Kolbenstangenlage blieb auf einem normalen Niveau. Kurz darauf trat ein höheres Kolbenauslenken auf und die Kolbentemperatur stieg von 60 °C auf 70 °C.

Sowohl die Kreuzkopf- als auch die Zylinderschwingungswerte blieben normal. Aufgrund der Überschreitung der Sicherheitsgrenzwerte schaltete das fortschrittlich Überwachungssystem den Kompressor ab. Der Vorfall ereignete sich an einem Wochenende, nur das Betriebspersonal war vor Ort.

Das Betriebspersonal entschied, die Maschine nach der Einstellung des Schmiersystems auf 100 % Menge ohne Rücksprache mit dem Wartungsteam neu zu starten. Nach dem Neustart kehrten die Kolbenschwingungen auf ein akzeptables Level zurück. Auch die Temperaturen normalisierten sich. Es wurde keine weitere Datenanalyse durchgeführt.

Für 24 Stunden lief der Kompressor, ohne kritische Werte zu erreichen. Das Betriebsteam reduzierte die Schmierung auf 90 % und die Kolbenauslenkung auf 220 µm stieg. Wieder wurde das Wartungsteam nicht informiert. Nach dem Wochenende wurde eine Zuverlässigkeitsanalyse durchgeführt.

Das Betriebsteam hatte die Schmierung ein weiteres Mal auf 85 % reduziert, um die Auswirkungen zu analysieren. Mit der reduzierten Schmierung stiegen die Vibrationen erneut stark an und erreichten 320 µm. Das Wartungsteam empfahl den Austausch der Packung und des Zentralventils. Bei der Inspektion des Kompressors wurden mehrere Befunde gemacht:

• Die Dichtungsringe der Kammerringe 1 und 5 waren im tangentialen Ring beschädigt.
• Die Dichtungen der Kammerringe 2 und 3 waren mit Polymer über die gesamte Fläche bedeckt.
• Der Drosselring des Kammerrings 7 hatte seinen Tragring verloren.

Die Teams kamen zu dem Schluss, dass die vorübergehend grossen Mengen Schmieröl halfen, die Lücken in den beschädigten Kammern zu füllen, was es dem Kolben ermöglichte, reibungslos zu laufen.

Für den Betreiber führte diese Ereignisabfolge zu mehreren Schlussfolgerungen, um ähnliche Fälle in der Zukunft zu vermeiden. Nach der automatischen Abschaltung eines Kompressors sind aussagekräftige Diagnosen und Analysen durch geschultes Personal zwingend erforderlich.

Der Fokus auf 100 % Schmierung kann zu falschen Schlussfolgerungen bezüglich der Kompressorstörung führen. Das Ergebnis kann schwere Schäden an kritischen Teilen sein, was zu längeren Ausfallzeiten führt. Der Einsatz eines zuverlässigen Kompressor-Überwachungssystems kann alle relevanten Daten liefern, um eine solche Analyse durchzuführen und korrekte Schlussfolgerungen über den Zustand des Kompressor zu ziehen.