提高焦化廠鼓風機自控聯(lián)鎖保護系統(tǒng)可靠性的應用改造

莫菊艷

【摘要】從儀表維護、聯(lián)鎖設計、運行管理等方面，介紹提高焦化廠鼓風機自控聯(lián)鎖保護系統(tǒng)可靠性的應用改造。

【關鍵詞】測溫元件；軸系儀表；聯(lián)鎖；可靠性

一、背景

在工業(yè)生產中，信號聯(lián)鎖是用來自動監(jiān)視并實現(xiàn)自動操作的重要措施。當設備、管道中的某些工藝參數(shù)超限或運行狀態(tài)發(fā)生異常時，以燈光和音響引起操作人員注意，人為或自動地改變操作條件，使生產過程恢復安全狀態(tài)。合理選擇聯(lián)鎖保護系統(tǒng)，可在一定程度上提高生產自動化水平和相對減少操作人員。但在運行中，聯(lián)鎖誤動作現(xiàn)象一直是聯(lián)鎖系統(tǒng)的頑疾，在一定程度上削弱了化工生產的經濟性，給企業(yè)帶來損失。某焦化廠6臺煤氣鼓風機是該公司關鍵重要設備，隨著生產系統(tǒng)規(guī)模越來越大，鼓風機的安全穩(wěn)定運行在公司安全穩(wěn)定經濟運行生產中的作用越來越大，暴露出的問題也逐漸突出。其中最常見的問題就是出現(xiàn)自控聯(lián)鎖誤動作跳車，2008年至今，因儀表聯(lián)鎖誤動作引起的跳車多達10余次，頻繁出現(xiàn)的聯(lián)鎖誤動作跳車不僅影響了全公司化工裝置的穩(wěn)定運行，降低了經濟效益，也給公司的安全、環(huán)保工作帶來了巨大的壓力。

二、鼓風機聯(lián)鎖保護系統(tǒng)引起聯(lián)鎖誤動作的原因

1、測溫一次元件故障

每臺鼓風機均配置了9個熱電阻測溫元件，都屬于單點聯(lián)鎖，其故障導致誤動作跳車次數(shù)較多（約占40%），其故障原因有：（1）安裝插入深度不符合規(guī)范；（2）儀表接線端子因機體振動而松動；（3）一次元件結構不合理，存在隱性隱患。

2、軸系儀表故障

1#2#鼓風機配置了1個軸位移測點，其余鼓風機都配置了5個軸系儀表，其中4個軸振動1個軸位移。這些測控點也都是單點聯(lián)鎖跳車，其故障導致誤動作跳車次數(shù)也較多（約占30%），其故障原因有：（1）設備故障；（2）軸位移儀表失電；（3）軸系儀表專用接頭松動。

3、循環(huán)油壓測控

每臺鼓風機配置了2個循環(huán)油壓測點，即1個循環(huán)油壓力變送器和1個循環(huán)油壓力開關。這些測控點也都是單點聯(lián)鎖跳車，其故障導致誤動作跳車也發(fā)生過2次，其故障原因是系統(tǒng)通道故障造成或人為誤動作，但邏輯設計不合理也有關系，即不應采取單點聯(lián)鎖，而應采取“二選二”。

4、聯(lián)鎖控制系統(tǒng)故障

1#、2#鼓風機儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)由TPSDCS系統(tǒng)實現(xiàn)，而3#、4#、5#、6#鼓風機由獨立的ABPLC實現(xiàn)，不管是包括DCS系統(tǒng)，還是PLC系統(tǒng)其常見的導致鼓風機跳車的故障主要有：（1）因聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的電源系統(tǒng)不冗余，電源失電或電壓波動范圍過大，導致系統(tǒng)癱瘓或聯(lián)鎖儀表失電。（2）PLC或DCS軟件問題：系統(tǒng)軟件存在一些隱性缺陷，比如ABPLC信號掃描過程中，偶爾出現(xiàn)假的聯(lián)鎖報警，需要通過軟件邏輯進行屏蔽。（3）信號通道故障。系統(tǒng)硬件因元器件腐蝕短路、開路，元器件靜電擊穿等問題或通道隔離不良引起通道內部干擾等而導致通道故障；

5、人為因素

在數(shù)次的鼓風機聯(lián)鎖誤動作跳車中，如果人的積極因素發(fā)揮了主導作用，其實這些誤動作跳車就可以避免，該類歸納為人為因素。其原因有：（1）因系統(tǒng)聯(lián)鎖旁路功能不完善，儀表維護人員在未解聯(lián)鎖就檢查儀表，檢修過程中發(fā)生聯(lián)鎖誤動作。（2）因系統(tǒng)歷史曲線顯示功能不夠方便，且操作人員沒有養(yǎng)成測控點歷史趨勢的習慣或“監(jiān)盤”不到位，一些有前兆的隱患、異常沒有及時發(fā)現(xiàn)而導致聯(lián)鎖誤動作。

三、提升鼓風機保護聯(lián)鎖可靠性的實踐

任何事物都存在著缺陷，很難有一種設備能夠完全過濾錯誤信號，達到絕對可靠的使用效果，只有在實際使用過程采取綜合措施，并從中不斷完善，才能達到聯(lián)鎖系統(tǒng)既經濟又安全的使用效果。為此，圍繞提升鼓風機保護聯(lián)鎖可靠性，我們從2008年6月起，多次針對每臺鼓風機擇機、分批進行了以下相關的實踐與探索：1.完善了控制系統(tǒng)及軸位移電源配置，實現(xiàn)控制系統(tǒng)、軸位移的系統(tǒng)電源冗余，避免發(fā)生因控制系統(tǒng)、軸位移電源故障引起的聯(lián)鎖誤動作而導致鼓風機跳車現(xiàn)象的發(fā)生。目前，6臺鼓風機的控制系統(tǒng)、軸位移均實現(xiàn)了供電電源冗余。2.有計劃的更換了存在隱性隱患的鼓風機本體測溫元件，確保測溫一次元件完好、可靠。目前，除了1#鼓風機，其余5臺鼓風機的測溫元件已進行了全面更換，1#鼓風機的測溫元件計劃10月份更換。3.有計劃的整治了鼓風機電機前后軸承本體測溫元件及接線盒，確保測溫回路完好、可靠。目前，6臺鼓風機電機軸承溫度接線盒內的接線端子已經整治結束，但鼓風機電機軸承溫度一次元件沒有更換，建議公司組織更換。4.完善了聯(lián)鎖測控點歷史曲線組態(tài)，引導崗位操作人員在“監(jiān)盤”時不僅要記錄、監(jiān)控重要測控點的當前值，還要定時查看它的歷史曲線，觀察曲線是否平穩(wěn)，是否異常，以發(fā)現(xiàn)苗頭性的隱患。5.增加了系統(tǒng)“誤信號過濾”功能，即使系統(tǒng)具有“去偽存真”能力，對認為是躍變的誤信號而將其過濾，認為是真實的信號而跳車。經過仔細觀察，發(fā)現(xiàn)誤動作信號的出現(xiàn)是瞬間和短暫的，出現(xiàn)后很快消失，這與真實的動作信號存在很大差別。誤動作信號一般只在PLC、DCS的一個掃描周期內出現(xiàn)一次，據(jù)此進行必要判斷和屏蔽，避免發(fā)生造成誤跳車。6.完善了聯(lián)鎖旁路功能，即對所有聯(lián)鎖保護測控點設置有投入/解除開關。解除位置時，聯(lián)鎖保護系統(tǒng)則失去保護功能，并設有明顯標志顯示其狀態(tài)，方便了日常的檢修維護，有效的避免了檢修中的誤動作跳車現(xiàn)象。7.建立了完善的鼓風機控制系統(tǒng)維護管理規(guī)范，加強計劃性維護。圍繞焦化廠鼓風機儀表自控設備制定了以下三個規(guī)定，并嚴格執(zhí)行，有效的及時發(fā)現(xiàn)、處置了一些“聯(lián)鎖隱患”。（1）《焦化廠鼓風機測控儀表檢修規(guī)程》（2）《焦化廠鼓風機自控系統(tǒng)日常巡回檢查制度》（3）《焦化廠鼓風機軸系儀表巡檢、檢查管理規(guī)定》

四、結語

目前，某焦化廠6臺鼓風機儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)安全運行的可靠性得到切實的提高，儀表聯(lián)鎖誤動作跳車次數(shù)由2009年的3起，降低到2013年的1起，有效的保障了焦化廠6臺鼓風機的安全、穩(wěn)定運行，以及公司其他生產裝置的安全、穩(wěn)定運行。通過以上措施，可進一步提高鼓風機自控聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的可靠性，堵死誤信號的漏洞和源頭，使自控聯(lián)鎖系統(tǒng)起到真正的保護作用，將生產系統(tǒng)納入到安全、環(huán)保和經濟的軌道上。