干熄焦循環(huán)風機軟故障快速排查系統(tǒng)

黃學海

摘 要：干熄焦循環(huán)風機是干熄焦系統(tǒng)中重要的氣體介質(zhì)輸送設備，是保證干熄焦正常生產(chǎn)的核心部件，由于其重要性以及對高壓設備的自身運行參數(shù)的嚴格要求，監(jiān)控上位人機畫面中與其開機保護、停機保護相關的聯(lián)鎖多達31個，而構(gòu)建干熄焦DCS系統(tǒng)的下位PLC程序內(nèi)與其相關的聯(lián)鎖條件更多，當循環(huán)風機突然無異常停機，而且在上位組態(tài)畫面中無任何故障報警，這種軟故障頻發(fā)，嚴重影響正常生產(chǎn)，對查找鎖定故障來源帶來極大困難，本文介紹了一種針對循環(huán)風機無故停機的快速鎖定故障點的排查系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對控制線路及控制程序進行設置捕捉裝置，可快速有效鎖定故障來源，大大縮短故障影響生產(chǎn)時間。

關鍵詞：循環(huán)風機；停機；故障排查

一、循環(huán)風機在干熄焦工藝中的作用

氣體循環(huán)系統(tǒng)的主要設備有一次除塵器、二次除塵器、循環(huán)風機以及給水換熱器，從干熄爐環(huán)行氣道排出的880～980℃循環(huán)氣體經(jīng)一次除塵器重力沉降除去粗粒焦粉或焦塊后，進入余熱鍋爐換熱，溫度降至160～180℃由余熱鍋爐出來的冷循環(huán)氣體，經(jīng)二次除塵器除去粒度較小的粉塵后，由循環(huán)風機送入干熄爐內(nèi)循環(huán)使用。

綜上可知，循環(huán)風機傳送換熱惰性氣體介質(zhì)的作用，一旦其停止運行，意味著干熄焦生產(chǎn)的中止，且對干熄爐內(nèi)可燃氣體成分、冷卻段焦炭溫度控制、鍋爐側(cè)壓力、水位參數(shù)等造成不良影響，嚴重影響干熄焦運行安全。

二、河鋼邯鋼焦化廠2#干熄焦循環(huán)風機故障現(xiàn)象

2018年1月4日15時19分03秒，中控操作工發(fā)現(xiàn)2#干熄焦循環(huán)風機停機，操作畫面無故障報警信號，循環(huán)風機聯(lián)鎖條件內(nèi)無異常信號顯示，報警記錄里也無相關異常報警，鍋爐系統(tǒng)設備運轉(zhuǎn)正常，主蒸汽切斷閥和主蒸汽放散電動閥未動作，巡檢現(xiàn)場檢查無異常，15時22分14秒，中控操作工在確認其他設備運行正常、工藝參數(shù)正常的前提下，嘗試起機，循環(huán)風機可以運行，遂逐步將循環(huán)風機轉(zhuǎn)速調(diào)整至原運行狀態(tài)，恢復生產(chǎn)。此后該故障頻繁發(fā)生，且無任何異常報警，電氣人員將其定性為軟故障，可能導致該問題的原因有多方面，不排除與循環(huán)風機相關的信號干擾、線路問題，要鎖定具體哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，需要逐個排查。

三、對干熄焦循環(huán)風機停機相關聯(lián)鎖信號的監(jiān)控系統(tǒng)搭建

河鋼邯鋼焦化廠2#干熄焦循環(huán)風機電機為10KV高壓電機，風機調(diào)速方式為液力耦合器調(diào)速，從組態(tài)畫面查看，與干熄焦循環(huán)風機跳閘指令相關的信號有：鍋爐急停按鈕動作；聯(lián)鎖投入狀態(tài)下的主蒸汽溫度HH或LL、汽包液位HH或LL、鍋爐循環(huán)水流量LL、除氧器液位LL、儀表用壓縮空氣LL；風機軸承振動HH、風機軸承溫度HH、風機電機軸承溫度HH、風機電機繞組溫度HH、液耦工作油油位LL、液耦工作油油位HH、液耦工作油出口溫度大于110℃、液耦潤滑油壓力LL持續(xù)8秒，而聯(lián)鎖循環(huán)風機停機的相關程序段內(nèi)顯示，可導致循環(huán)風機停機的因素更多，程序段如圖1所示，任何一種輸入信號被觸發(fā)都有可能導致循環(huán)風機停機信號發(fā)出，且電器出現(xiàn)誤動作或傳輸電纜出現(xiàn)絕緣問題，也可能導致循環(huán)風機停機信號發(fā)出，如何快速有效縮小排查范圍，是排除故障的前提條件，這就需要從控制程序內(nèi)和電氣硬件方面雙管齊下，相互配合解決問題。

為了監(jiān)測到底是哪個輸入信號動作導致停機發(fā)出，在PLC梯形圖內(nèi)對聯(lián)鎖循環(huán)風機高壓柜跳閘指令的相關信號利用計數(shù)器進行狀態(tài)監(jiān)測，記錄觸發(fā)次數(shù)。并對循環(huán)風機液力耦合器故障停機信號的分支觸發(fā)信號，循環(huán)風機保護停機的分支觸發(fā)信號進行狀態(tài)監(jiān)測，確保程序內(nèi)的一過性隱性條件有狀態(tài)變化記錄。停機條件中有分支條件的程序段展開如圖2、圖3所示。

在電氣硬件方面，對線纜和現(xiàn)場操作開關實行分段監(jiān)控，分別在PLC電器柜循環(huán)風機跳閘繼電器后、高壓斷路器微機綜保柜內(nèi)的PLC信號輸入側(cè)和現(xiàn)場控制箱信號輸入側(cè)通過中間繼電器設置自鎖電路，監(jiān)測觸發(fā)高壓柜跳閘信號來源，以便于迅速鎖定故障排查方向和范圍。

四、干熄焦循環(huán)風機停機軟故障快速排查系統(tǒng)工作原理

干熄焦循環(huán)風機停機軟故障快速排查系統(tǒng)構(gòu)建以后，當再次出現(xiàn)上位組態(tài)無報警信息的故障，電氣儀表人員可快速查看現(xiàn)場及程序中的自鎖裝置狀態(tài)或計數(shù)器數(shù)據(jù)變化，首先在高壓斷路器微機綜合保護裝置柜內(nèi)查看自鎖裝置鎖定的是來自PLC側(cè)或是現(xiàn)場控制開關側(cè)信號，若兩者均排除，則可能是微機綜保出現(xiàn)故障；其次若信號來自PLC側(cè)，通過PLC柜內(nèi)跳閘保護輸出繼電器點的自鎖裝置，可進一步判斷是繼電器動作還是線路問題；最后若故障點鎖定在程序內(nèi)部，則由監(jiān)控程序中的狀態(tài)監(jiān)測點進行計數(shù)分析。通過上述設置可及時有效的分析判斷出故障點來源，有效縮短故障排查時間，此系統(tǒng)對比之前排查故障方式，可將鎖定故障點循環(huán)風機停機次數(shù)由之前的數(shù)次減少至1次，做到精準鎖定，精準排查，安全高效。

結(jié)束語

該裝置在河鋼邯鋼焦化廠2#干熄焦循環(huán)風機系統(tǒng)內(nèi)成功搭建，并及時解決了循環(huán)風機無故停機的軟故障，最終將故障點縮小至液力耦合器油壓LL報警，并通過維修人員進行油壓表校驗，耦合器油濾網(wǎng)清理，油品更換等措施解決了循環(huán)風機故障，恢復干熄焦穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 胡壽松.自動控制原理（第五版）.北京：科學出版社，2007

[2] 黃海平主編.電工常用電路圖集. 北京：科學出版社，2013

[3] 潘立慧、魏松波等編著.干熄焦技術.北京：冶金工業(yè)出版社，2005