李丁丁 , 孫光輝 , 朱玉芹

(1.河南能源化工集團 鶴壁煤電股份有限公司 ， 河南 鶴壁 458000 ； 2.河南省化工研究所有限責任公司 ， 河南 鄭州 450052)

空分裝置控制系統(tǒng)優(yōu)化與改進

李丁丁1, 孫光輝2, 朱玉芹1

(1.河南能源化工集團 鶴壁煤電股份有限公司 ， 河南 鶴壁 458000 ； 2.河南省化工研究所有限責任公司 ， 河南 鄭州 450052)

介紹了空分裝置儀控系統(tǒng)(DCS)幾項成功的優(yōu)化與改進，優(yōu)化改造后，不僅確保了空分裝置不會因聯(lián)鎖動作造成整個煤化工裝置停車，而且也減少了經(jīng)濟損失。

空分 ; 儀控系統(tǒng) ; DCS

0 前言

空分裝置是煤化工生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，為其他裝置提供儀表氣、氧氣、氮氣，是煤化工生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，空分裝置的穩(wěn)定運行是煤化工長周期生產(chǎn)的重要保證，空分裝置由法國液化空氣集團整體設計并安裝，其中空壓機、膨脹機等重要設備均為單機運行設計。

在空分的所有聯(lián)鎖中，主要是跳車聯(lián)鎖存在較多的是單回路跳車、單選聯(lián)鎖跳車。從近幾年的運行情況發(fā)現(xiàn)，空分由儀表誤報引起的跳車占空分跳車的80%以上，單回路跳車、單選聯(lián)鎖跳車已經(jīng)對空分以及后系統(tǒng)穩(wěn)定運行構成了隱患，為了確?？辗盅b置穩(wěn)定長周期運行，故對空分控制系統(tǒng)進行優(yōu)化。

1 空分控制系統(tǒng)優(yōu)化

1.1 低溫液體泵

液氧泵P03A/B、液氮泵P05A/B、液氬泵P10A/B共計6臺泵，跳車聯(lián)鎖條件中，電機溫度、軸承溫度、電流、出口溫度共計36個聯(lián)鎖跳車條件增加“2 s延時”，密封氣差壓共計6個聯(lián)鎖跳車條件由“5 s延時”增加為“7 s延時”。液氧泵P03A/B、液氮泵P05A/B、液氬泵P10A/B這6臺泵的主控輔操臺緊急停車按鈕取消。現(xiàn)場緊急停車按鈕引入DCS后作為自啟動條件，不再聯(lián)鎖停車。

1.2 膨脹機

膨脹機跳車聯(lián)鎖條件中，油壓、振動、密封氣差壓、軸承溫度、入口差壓、解凍停止、冷箱停車、油溫、入口溫度、增壓機停車共計16個聯(lián)鎖跳車條件增加“2 s延時”；膨脹機ET01聯(lián)鎖條件中轉速高高開關SSHH7409、轉速低低SSLL7409、轉速高高SI7409共計三個聯(lián)鎖跳車條件由單選跳車改為“轉速高高二選二”、“轉速低低二選二”； 膨脹機ET01跳車信號聯(lián)鎖冷箱增加“2 s延時跳車”；對膨脹機現(xiàn)場轉速模塊電源進行了冗余化改造，新增一路24 V DC供電，新增SITOP電源冗余模塊；膨脹機現(xiàn)場停車按鈕由常閉觸點改為常開觸點；輔操臺緊急停車按鈕取消；現(xiàn)場急停按鈕由常閉單回路改為常閉雙回路。

1.3 空氣凈化單元

空冷塔E07出口壓力與進冷箱壓力做成二選二聯(lián)鎖；E07出口溫度增加溫度測點B與A點作為二選二聯(lián)鎖；根據(jù)分子篩R1、R2運行狀態(tài)，冷箱進口溫度與分子篩出口溫度進行二選二聯(lián)鎖。

1.4 壓縮機組

①空壓機C01運行信號YL7099和增壓機C05運行信號改成二選二，同時出現(xiàn)觸發(fā)聯(lián)鎖。②氮壓機6個振動、1個位移聯(lián)鎖改由本特利3500判斷振動、位移，同時判斷結果各增加兩個信號輸出，分三路硬線連接進入DCS控制系統(tǒng)三選二聯(lián)鎖跳車。③OVS超速保護裝置是空分壓縮機的跳車保護，由三個現(xiàn)場探頭組成，由三選二輸出聯(lián)鎖停車。運行過程中發(fā)現(xiàn)3號探頭出現(xiàn)報警故障，經(jīng)檢查為現(xiàn)場探頭信號故障，現(xiàn)場暫不具備更換探頭條件。從ITCC引入現(xiàn)場轉速信號到OVS，把OVS反饋PI信號輸入給ITCC。從而保證了OVS保持著三選二的安全聯(lián)鎖，在沒有拆卸機殼更換探頭的情況下實現(xiàn)了OVS的三選二聯(lián)鎖保護輸出，還保證了ITCC的轉速信號接入。④空壓機溫度由單支熱電偶改為雙支熱電偶，增加溫變模塊導入接線箱，并用補償導線連接，把信號引入ITCC控制系統(tǒng)，增加C點改為三選二；程序方面原程序全為單點聯(lián)鎖，技改后入口過熱度計算輸出改為三選二，下降速率增加聯(lián)鎖邏輯計算，在下降15 ℃時增加蜂鳴器報警，讓工藝能提前做出調(diào)試。HH LL 聯(lián)鎖增加C點比較輸出，改為三選二聯(lián)鎖輸出。增加蜂鳴器報警通訊至DCS。在未增加設備的情況下大大增加了聯(lián)鎖邏輯的安全性，通過程序修改了過熱度跳車、下降速率、高聯(lián)鎖跳車、低聯(lián)鎖跳車等單點聯(lián)鎖，都改為更為安全穩(wěn)定的三選二聯(lián)鎖。⑤因空壓機組上的振動探頭都為單點跳車，常出現(xiàn)回路干擾波動導致的跳車，為避免這種類似情況，把機組九十度與其相對的振動探頭做成二選二聯(lián)鎖停車，大大增強了機組運行的穩(wěn)定性和測點的真實性。

2 改造后效果

在原有控制系統(tǒng)的基礎上，對空分運行過程中比較重要的設備聯(lián)鎖進行了優(yōu)化，包括單回路聯(lián)鎖改為二選二或者三選二聯(lián)鎖跳車；在容易誤動作的聯(lián)鎖中增加延時時間；對重要的聯(lián)鎖值，根據(jù)工況做相應的修改；對重復跳車動作的主控輔操臺緊急停車按鈕取消；經(jīng)過上述修改，將空分裝置的停車次數(shù)由一年12次減少到3次，將空分連續(xù)運行天數(shù)由90 d提高到了200 d左右，保證了空分裝置的安全穩(wěn)定長周期運行。

3 總結

在空分裝置運行過程時，發(fā)現(xiàn)原來的聯(lián)鎖設計理念沒有充分考慮到后系統(tǒng)的長周期運行要求，而是更重視自身安全；在異常情況下，不進一步確認工況，優(yōu)先跳車保證空分自身設備安全。通過對空分控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造，不僅確保了空分裝置不會因為聯(lián)鎖誤動作造成整個煤化工裝置停車，同時也減少了因停車帶來的巨大經(jīng)濟損失。

2016-10-17

李丁丁(1982-)，男，工程師，從事空氣分離方面設計與改造工作，電話：13598423910。

TQ056.22

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1003-3467(2017)01-0047-02