淺談西門子3K氯氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖

陳士虹 李文鑫 田淑英

四平昊華化工有限公司 （四平 136001）

1 氯氣壓縮機(jī)

3K氯氣壓縮機(jī)為離心式透平壓縮機(jī)（VRZ250/430/12G），借助葉輪高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力對氯氣做功，使之產(chǎn)生動(dòng)能和靜壓能，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能通過變速箱將轉(zhuǎn)速提高，經(jīng)過一級壓縮的氯氣溫度升高，進(jìn)入一級冷卻器，冷卻后進(jìn)入二級葉輪入口，經(jīng)二級葉輪壓縮后進(jìn)入二級冷卻器后被送至后續(xù)工序。

2 氯氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖構(gòu)成

氯氣壓縮機(jī)屬于生產(chǎn)燒堿流程中的關(guān)鍵設(shè)備，故對于機(jī)器自身的保護(hù)顯得特別重要。由此可見，氯氣壓縮機(jī)的聯(lián)鎖基本上是圍繞保護(hù)自身的安全、穩(wěn)定而設(shè)計(jì)。其中又分為2部分。

2.1 由廠家自帶的C7-636中的聯(lián)鎖

2.1.1 氯氣壓縮機(jī)的喘振

氯氣壓縮機(jī)流量的控制范圍為滿流程的45%、70%、100%，最低流量控制限制根據(jù)氣體的輸入、輸出狀態(tài)（壓力、吸氣溫度、排氣溫度和氣體構(gòu)成）和現(xiàn)存導(dǎo)葉的位置（入口導(dǎo)葉，出口排氣葉片）。

如果大量限制氣體流量，氯氣壓縮機(jī)就會(huì)喘振并伴隨著激烈的振動(dòng)。有次則會(huì)引起機(jī)器的毀壞，例如葉片破損。這就是我們?yōu)槭裁匆乐勾竦哪康?，以保證氯氣壓縮機(jī)達(dá)不到喘振流量。

2.1.2防喘振、密閉氣體控制器和喘振保護(hù)

西門子C7-636中檢查了防喘振、密閉氣體控制器和喘振保護(hù)的控制功能，可以在其中設(shè)置參數(shù)、查看過程值和控制操作。

防喘振控制器（UC2457）為主控制器，測量值：正常流量FT2457；設(shè)定值：以排氣（PT2457）和吸氣（PT2451）的壓力比例來計(jì)算喘振流量并添加安全系數(shù)；控制器輸出：選擇PV2458（旁路閥）。如果氯氣壓縮機(jī)的實(shí)際流量太接近喘振流量，就會(huì)啟動(dòng)喘振控制（打開PV2458）。在打開旁路閥后，流量隨著閥的開度逐漸增大，則會(huì)解除喘振控制，關(guān)閉旁路閥。

為了操作工能隨時(shí)操縱旁路閥，在C7控制器中引入了DCS模擬輸入信號（PV2458.1），在執(zhí)行防喘振控制回路調(diào)節(jié)時(shí)，C7會(huì)默認(rèn)PV2458.1的優(yōu)先級高于PV2458，從而允許PV2458.1的值作為低線輸出限值。在氯氣壓縮機(jī)喘振的情況下，旁路閥將根據(jù)檢測的結(jié)果分三個(gè)梯度打開（33%、66%、100%）。如果測量值接近喘振流量或者與喘振流量相同時(shí)，旁路閥會(huì)全部打開直到測量值高于喘振流量。在吸氣壓力PT2451、排氣壓力PT2457、流量FT2457、排氣溫度TISA2457和PV2458.1發(fā)生傳感器故障或者斷線的情況下，C7會(huì)發(fā)出報(bào)警（UC2457.2）。

吸氣壓力控制（UC2457），測量值：吸氣壓力PT2451；設(shè)定值：工藝提供；輸出：選擇PV2458。目的是防止吸氣壓力過低時(shí)應(yīng)及時(shí)打開旁路閥，該控制與防喘振控制器一起工作。

喘振保護(hù)的功能——測量每個(gè)循環(huán)過程排氣壓力PT2457的壓力梯度，在壓力梯度做出變化后，及時(shí)調(diào)整控制回路，然后啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，來記錄下次壓力梯度變化的時(shí)間，壓力梯度沒變化一次都會(huì)被計(jì)數(shù)。旁路閥會(huì)在每次喘振梯度時(shí)打開（33%、66%、100%）。如果識(shí)別出兩次喘振梯度，則會(huì)發(fā)出喘振保護(hù)報(bào)警（UC2457.0）。當(dāng)計(jì)數(shù)器超過參數(shù)TRIP（5）時(shí)，喘振保護(hù)跳閘（UC2457.1）將會(huì)關(guān)閉氯氣壓縮機(jī)；當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)滿時(shí)，還沒有出現(xiàn)兩次喘振梯度，將會(huì)重置計(jì)數(shù)器。

密閉氣體控制器（PDIC2470），測量值：壓差PDT2470；設(shè)定值：設(shè)備自帶；輸出：密閉氣體閥PDV2470。主要的目的是用氮?dú)鈮毫Ψ庾÷葰鈮嚎s機(jī)中的氯氣壓力，并與氯氣壓力始終保持一定的壓差，使氯氣不能外泄。

另外，由于氯氣壓縮機(jī)是連續(xù)工作，需要每年大修才能效驗(yàn)現(xiàn)場儀表，為了避免構(gòu)成聯(lián)鎖系統(tǒng)的元件發(fā)生故障，我們在DCS系統(tǒng)中對喘振控制與密閉氣體控制器的聯(lián)鎖做了相應(yīng)修改，避免氯氣壓縮機(jī)由于自身原因產(chǎn)生的跳停，從而致使整個(gè)系統(tǒng)停車。圖1為氯氣壓縮機(jī)流程圖。

圖1 氯氣壓縮機(jī)流程圖

2.2 由DCS組態(tài)聯(lián)鎖

根據(jù)西門子3K提供的邏輯圖進(jìn)行組態(tài)，采用了順控表、SFC語言、通用計(jì)算塊等組態(tài)關(guān)于保護(hù)設(shè)備硬件和符合工藝指標(biāo)的聯(lián)鎖。表1為正常開車、經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行后，修改的聯(lián)鎖條件：濕度檢測設(shè)計(jì)為2個(gè)檢測點(diǎn)，設(shè)置在氯壓機(jī)入口和出口，通過工藝實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)氯壓機(jī)出口濕度檢測完全可以起到保護(hù)氯壓機(jī)的作用。

表1 正常開車、經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行后，修改的聯(lián)鎖條件

在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)幾次突然跳停的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。通過調(diào)取歷史報(bào)告信息，查找到控制防喘振的信號報(bào)警，但具體到設(shè)備與儀表上，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常。經(jīng)分析后，懷疑設(shè)備在很短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)異常值，故在防喘振跳停信號前加裝定時(shí)器，在不損害氯壓機(jī)的同時(shí)阻止跳停信號誤動(dòng)作。

由于防喘振控制器與氯氮壓差同屬于氯壓機(jī)自帶的C7控制器，為了防止相同的事故出現(xiàn)在氯氮壓差上，也加裝了定時(shí)器。

2.3 系統(tǒng)全局聯(lián)鎖

只有在所有電解槽都停止的情況下，氯氣壓縮機(jī)才會(huì)停止。

3 結(jié)語

隨著維護(hù)時(shí)間的增持，對氯氣壓縮機(jī)的認(rèn)知、熟悉程度也不斷增加?，F(xiàn)已總結(jié)出一套全面、標(biāo)準(zhǔn)化的維護(hù)文件，幫助員工盡快充分了解氯氣壓縮機(jī)的聯(lián)鎖，也為處理應(yīng)急事故提供了可靠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對氯氣壓縮機(jī)的濕度儀進(jìn)行自檢、在日常巡檢中仔細(xì)觀察各項(xiàng)儀表運(yùn)行參數(shù)、檢測網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及控制系統(tǒng)各卡件的運(yùn)行情況等，保證了整套裝置的運(yùn)行穩(wěn)定，也為新員工積累了寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)。

[1]陳洪全,岳智.儀表工程施工手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.