約克制冷機(jī)組停機(jī)原因的分析及解決

1、約克制冷機(jī)組停機(jī)原因的分析及解決劉建宇 大慶煉化公司機(jī)電儀廠 04595616461 摘要：本文著重介紹聚丙烯約克冰機(jī)的控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖情況及如何完成該機(jī)組與橫河CS3000集散系統(tǒng)的通訊。同時(shí)，對(duì)冰機(jī)的頻繁停機(jī)問題做技術(shù)分析，提出解決方案，為聚丙烯裝置平穩(wěn)運(yùn)行提供技術(shù)保證。關(guān)鍵詞：昆騰控制主板 聯(lián)鎖停機(jī) 故障分析Discuss and Analyze York FRICK COMPRESSOR Shutdown reasonWriter：Liu Jianyu DaQing Refining & Chemical Company Abstract：PK601 York FRICK COMPRES

2、SOR at equipment in PetroChina Daqing Refining & Chemical Company for which the writer works. This article provides technical control system solution of interlock and YOKOGAWA CS3000 with FRICK congtrol system communication software programme is realized. Emphasis analyze some solution Technology fo

3、r Example.Key word : FRICK congtrol，interlock，fault analyze前言大慶煉化公司30萬噸/年聚丙烯裝置生產(chǎn)中，預(yù)環(huán)管反應(yīng)器、催化劑夾套等設(shè)備溫度是非常重要的工藝參數(shù)，這些非常重要的溫度參數(shù)是由冰機(jī)冷卻下來的冷凍水保證的，這說明冰機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于聚丙烯裝置生產(chǎn)至關(guān)重要。2005年8月份，大慶煉化公司30萬噸/年聚丙烯裝置開工初期，PK601約克冰機(jī)曾先后發(fā)生4次停車。11月26日夜出現(xiàn)4次聯(lián)鎖停機(jī)，27日白天出現(xiàn)2次聯(lián)鎖停機(jī)。對(duì)此，煉化公司領(lǐng)導(dǎo)非常重視，因冰機(jī)的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到PP裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。本文對(duì)現(xiàn)將具體情況做以技術(shù)分析。停機(jī)情況介紹

4、開工初期PK601冰機(jī)4次停機(jī)現(xiàn)象為：就地液晶顯示屏和DCS沒有出現(xiàn)任何報(bào)警信息，同時(shí)在電氣控制柜打出聯(lián)鎖跳牌。機(jī)電儀三個(gè)專業(yè)檢查無問題后，工藝迅速啟機(jī)運(yùn)行正常。2005年11月26日夜間：23：03因PT404入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，在就地控制盤打出“吸入壓力過低停機(jī)”報(bào)警，同時(shí)在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。0：03啟機(jī)正常；1：19因PT404入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，在就地控制盤打出“吸入壓力過低停機(jī)”報(bào)警，同時(shí)在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。1：35啟機(jī)正常；2：02蒸發(fā)器液位高高LSHH402聯(lián)鎖停機(jī)，在就地控制盤打出“高液位停機(jī)”報(bào)警，同時(shí)在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。（延時(shí)5S）2：10啟機(jī)正常，發(fā)現(xiàn)滑閥波動(dòng)大；4：06

5、因PT404入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，在就地控制盤打出“吸入壓力過低停機(jī)”報(bào)警，同時(shí)在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。4：31啟機(jī)正常，滑閥有波動(dòng)；2005年11月27日白天：14：47因PT404入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，在就地控制盤打出“吸入壓力過低停機(jī)”報(bào)警，同時(shí)在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。14：58啟機(jī)正常，滑閥回訊偶爾波動(dòng)；15：40因PT404入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，在就地控制盤打出“吸入壓力過低停機(jī)”報(bào)警，同時(shí)在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。5：55啟機(jī)正常，滑閥回訊工作正常。事故分析及解決方案針對(duì)PP開工初期的4次無故障停機(jī)的實(shí)際情況，我們?cè)?005年聚丙烯裝置首次停工檢修期間進(jìn)行了立項(xiàng)攻關(guān)，并且請(qǐng)約克公司來人共同檢查分析，澄

6、清了問題的關(guān)鍵。 2005年11月26日的4次停機(jī)均屬于工藝聯(lián)鎖停機(jī)，儀表正常動(dòng)作，在確認(rèn)儀表正常后，工藝迅速啟機(jī)，機(jī)組正常運(yùn)行，滑閥波動(dòng)問題也得到解決。一、澄清了啟機(jī)條件本次攻關(guān)以前，在約克公司的資料中對(duì)啟機(jī)條件沒有專項(xiàng)明確，通過本次的檢查和實(shí)驗(yàn)澄清了啟機(jī)條件為7項(xiàng)。l TE404油分離器溫度不能低于9.4且不能高于75；l 壓縮機(jī)啟動(dòng)差壓（排吸氣壓力變送器PT403與PT404的差壓）不能大于6.9Bar；l 滑閥啟動(dòng)位置小于10%；l PT404吸氣壓力小于10.3Bar；l 參與聯(lián)鎖的變送器無傳感器故障（即變送器開路時(shí)的狀態(tài)）；l 到達(dá)二次啟機(jī)時(shí)間間隔（延時(shí)）20分鐘。若想盡快啟機(jī)，可

7、在控制盤上清除剩余時(shí)間。l 除以上條件外，若其它聯(lián)鎖停機(jī)條件若存在，則能啟機(jī)，但因有停機(jī)條件會(huì)導(dǎo)致立刻停機(jī)。二、明確了聯(lián)鎖停機(jī)條件在約克公司提供的資料中只提到12項(xiàng)，但通過實(shí)際模擬啟機(jī)調(diào)試，最后發(fā)現(xiàn)有21個(gè)停機(jī)點(diǎn)。這樣從實(shí)際上就澄清了具體聯(lián)鎖停機(jī)點(diǎn)，為日后的維護(hù)提供了理論依據(jù)。詳細(xì)情況見表1。值得注意的是：1、潤滑油壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，其聯(lián)鎖設(shè)定值為動(dòng)態(tài)值。正常運(yùn)行時(shí)：聯(lián)鎖設(shè)定值=當(dāng)前排氣壓力5Psi 延時(shí)900秒 報(bào)警設(shè)定值=當(dāng)前排氣壓力10Psi 延時(shí)600秒停機(jī)時(shí)：聯(lián)鎖設(shè)定值=當(dāng)前排氣壓力30Psi 延時(shí)900秒 報(bào)警設(shè)定值=當(dāng)前排氣壓力25Psi 延時(shí)600秒2、所有帶“傳感器故障停機(jī)”的

8、儀表，在沒有啟機(jī)的情況下，仍然對(duì)聯(lián)鎖停機(jī)有效；3、TE401吸氣溫度無啟機(jī)條件、無停機(jī)聯(lián)鎖（無傳感器故障停機(jī)）。4、TE403潤滑油溫度低低無啟機(jī)條件、無停機(jī)聯(lián)鎖（但有傳感器故障停機(jī)）。5、過濾器差壓（過濾器入口壓力PT402和出口壓力PT401之差）中，PT401有傳感器故障停機(jī)，但PT402無傳感器故障停機(jī)。6、LSH403蒸發(fā)器液位高只報(bào)警不停機(jī)，在就地控制盤打出“輔助接點(diǎn)#1報(bào)警”報(bào)警。三、建議整改的問題1、存在問題正常停機(jī)：模擬啟機(jī)后，在模擬運(yùn)行2分鐘內(nèi)，按手動(dòng)停機(jī)鍵，機(jī)組停機(jī)，但在控制盤上無任何報(bào)警，只是在電氣打出聯(lián)鎖跳牌。此問題應(yīng)該整改，正常停車不應(yīng)該聯(lián)鎖跳牌。2、整改措施發(fā)現(xiàn)此

9、問題后，我們立即和約克公司仔進(jìn)行仔細(xì)的分析研究，將組態(tài)信息、硬件接線和圖紙資料反復(fù)核實(shí)，并做了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)約克冰機(jī)提供了2CR和5CR二個(gè)停機(jī)繼電器輸出接點(diǎn)（其中5CR為聯(lián)鎖停機(jī)輸出），實(shí)際只用了2CR，而5CR處于閑置狀態(tài)。即正常停機(jī)和聯(lián)鎖停機(jī)都是通過2CR輸出到電氣控制柜，這樣會(huì)導(dǎo)致電氣無法區(qū)分是“正常停機(jī)”還是“聯(lián)鎖停機(jī)”，都打出“聯(lián)鎖跳牌”報(bào)警。對(duì)此，建議利用備用電纜將5CR停機(jī)輸出引入電氣控制柜，將兩種停機(jī)區(qū)分開，以便于日后維護(hù)時(shí)分析問題。這對(duì)以前出現(xiàn)的4次無故障停機(jī)現(xiàn)象就可以解釋了。四、滑閥波動(dòng)問題11月27日，儀表專業(yè)迅速組織人員對(duì)滑閥波動(dòng)問題進(jìn)行檢查，檢查的發(fā)現(xiàn)，滑閥的控制輸出實(shí)

10、際沒有波動(dòng)，只是回訊波動(dòng)?？紤]到回訊問題不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行，因此在機(jī)組在線運(yùn)行的情況下對(duì)回訊進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，檢查發(fā)現(xiàn)：三線制回訊器的現(xiàn)場接線端子處，有一處接線有毛刺，于是進(jìn)行了重新?lián)芫€緊固，投用后觀察回訊再無波動(dòng)，但運(yùn)行約40分鐘后又出現(xiàn)波動(dòng)。于是又將回訊器接線盒拆開進(jìn)一步詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)稍用力便將接線端子與回訊器脫離，即接線端子與回訊器之間的4根信號(hào)線連接是通 序號(hào)聯(lián)鎖回路名稱報(bào)警信息執(zhí)行器動(dòng)作情況聯(lián)鎖值備注1PT404吸氣壓力低吸入壓力過低停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌4.36Bar原有，延時(shí)2秒2TT402排氣溫度高高排氣溫度高高停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌100原有，延時(shí)5秒3PT403排氣壓力

11、高排氣壓力高停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌15.5Bar原有，延時(shí)2秒4PT404吸氣壓力高吸入壓力過高停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌10.34Bar原有，延時(shí)5秒5電機(jī)電流高電機(jī)電流過高停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌58.7A原有，延時(shí)5秒6電機(jī)電流低電機(jī)電流過低停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌21A原有，延時(shí)30秒7TT404油氣分離器溫度低低油分離器溫度低低停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌9.4原有，延時(shí)5秒8TT403油溫高高油溫高高停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌75原有，延時(shí)5秒9PT402/PT401油過濾器差壓過濾器壓力過高停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌2.07Ba原有，延時(shí)30秒10潤滑油壓低（機(jī)組運(yùn)行時(shí)）油壓過低停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌

12、動(dòng)態(tài)值原有，延時(shí)900秒11LSLL401油分離器液位低低液位停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/原有，延時(shí)300秒12LSHH402蒸發(fā)器液位高高液位停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/原有，延時(shí)5秒13PT401傳感器故障停機(jī)過濾器壓力傳感器故障停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)14PT404傳感器故障停機(jī)吸氣壓力傳感器故障停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)15TT402傳感器故障停機(jī)排氣溫度傳感器故障停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)16PT403傳感器故障停機(jī)排氣壓力傳感器故障停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)17TT404傳感器故障停機(jī)油分離器溫度傳感器故障停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無

13、延時(shí)18TT403傳感器故障停機(jī)油溫傳感器故障停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)19誤啟動(dòng)故障停機(jī)誤啟動(dòng)故障停機(jī)-電機(jī)電流停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)20啟機(jī)電流過低停機(jī)壓縮機(jī)啟動(dòng)故障-電機(jī)電流過低停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)21電機(jī)無反饋信號(hào)停機(jī)輔助輸入接點(diǎn)未通電停機(jī)停機(jī)，電氣聯(lián)鎖跳牌/新發(fā)現(xiàn)，無延時(shí)表1 聯(lián)鎖停機(jī)點(diǎn)說明機(jī)組運(yùn)行中檢查滑閥控制模式遙控狀態(tài)自動(dòng)狀態(tài)手動(dòng)狀態(tài)否否否檢查能量控制模式是否以壓力控制是否以溫度控制否否是有否強(qiáng)制卸載因素有否禁止上載因素否是是滑閥卸載停止上載是否處于抽空階段是否是抽空階段是否完成否是標(biāo)準(zhǔn)能量控制模式數(shù)值是否在設(shè)定范圍內(nèi)否是否數(shù)值是否在設(shè)

14、定范圍內(nèi)否是否偏低否是否偏高否是否偏低很多是滑閥卸載滑閥暫停卸載是否是否偏高很多有否禁止上載因素有否禁止上載因素?zé)o動(dòng)作否是滑閥上載滑閥暫停上載無有是無動(dòng)作有否圖1 約克冰機(jī)容量控制框圖過插針連接（實(shí)際用3根），然后借助接線盒的固定螺絲緊固。須知接線盒是固定在滑閥一端的殼體上的，滑閥在機(jī)組運(yùn)行時(shí)是振動(dòng)的，這樣的針式連接是十分不可靠的，這與廠家約克公司提供的資料中介紹的連接方式是焊接的是不附的。因此，我們決定取消接線端子， 將3根信號(hào)線直接與回訊器露出的3根扁式插針相連，然后將扁式插針折壓將接線卡死。此后再未出現(xiàn)回訊波動(dòng)。滑閥回訊波動(dòng)問題得以解決。技術(shù)分析：滑閥是調(diào)節(jié)螺桿式壓縮機(jī)旁通孔的大小，用以

15、調(diào)節(jié)壓縮機(jī)負(fù)載大小。其增載和減載控制信號(hào)是二個(gè)DO輸出信號(hào)使得增減載電磁閥帶電或失電。而控制信號(hào)輸出的條件是壓縮機(jī)入口壓力與容量控制設(shè)定值的偏差的大小來調(diào)節(jié)的。因?yàn)閴嚎s機(jī)是一個(gè)密閉容器，體積相對(duì)是不變的，根據(jù)密閉氣體狀態(tài)方程PV/T=K（P為壓力、T為溫度、V為體積、K為常量），當(dāng)V為定值時(shí)，P與T同步變化，因此，在PK601冰機(jī)滑閥控制采用入口壓力自動(dòng)換算成溫度控制。偏差大于靜區(qū)0.2小于比例區(qū)1.9時(shí)，滑閥為加載控制，即每隔3秒增載電磁閥帶電一次，滑閥閥芯動(dòng)作一次，回訊開度增大一些，如果偏差持續(xù)存在且在0.2與1.9之間，那么每隔3秒滑閥增載一次，直至偏差小于0.2為止。在增載過程中，入口

16、壓力會(huì)逐漸減小，如果偏差大于比例區(qū)或入口壓力降低到停止加載的設(shè)定值3.56Bar，那么滑閥將會(huì)停止加載?；y減載控制與此類似，只不過設(shè)定的參數(shù)不同，因在減載時(shí)入口壓力會(huì)升高，不會(huì)停機(jī)，因此在這里暫不分析。滑閥的回訊器是一個(gè)三線制電位計(jì)，滑動(dòng)電阻為0-1000，在實(shí)際應(yīng)用中損壞的可能性很小。在機(jī)組控制方案中只參與啟機(jī)條件（小于10%），不參與滑閥控制。因此，本次的6次停機(jī)與滑閥的回訊波動(dòng)無關(guān)系。五、停機(jī)原因分析六次停機(jī)均屬于工藝聯(lián)鎖停機(jī)，儀表正常動(dòng)作。其中5次是入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)，1次是蒸發(fā)器液位高高聯(lián)鎖停機(jī)。1、入口壓力低聯(lián)鎖停機(jī)原因分析 首先，機(jī)組控制采用手動(dòng)控制方式，排除了在自動(dòng)控制方式時(shí)

17、因入口壓力波動(dòng)頻繁啟停機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生。 入口壓力低的報(bào)警值是3.5Bar，聯(lián)鎖停機(jī)設(shè)定值為2Bar。根據(jù)上述滑閥增載控制方案，當(dāng)偏差存在持續(xù)增載幾次后，會(huì)導(dǎo)致入口壓力降低，當(dāng)增載停止時(shí)，如果參數(shù)設(shè)定不合理，很容易因流體的慣性導(dǎo)致入口壓力降到聯(lián)鎖停機(jī)值（盡管有2S延時(shí)停機(jī)）。當(dāng)容量控制設(shè)定值修改后，相應(yīng)的參數(shù)也要調(diào)整，而且調(diào)整要合理?；诖?，儀表專業(yè)結(jié)合工藝技術(shù)人員將一些參數(shù)做了調(diào)整，即： 容量控制設(shè)定值：由原來的-5改為-3.2； 比例區(qū)：上限由原來的1.9改為1.4；靜區(qū)：上限由原來的0.2改為0.3；循環(huán)上載時(shí)間：上限由原來的3S改為4S；低吸氣壓力：停止加載由原來的3.56Bar改為3.9

18、5Bar；強(qiáng)制卸載由原來的3.5Bar改為3.90Bar，低報(bào)警由原來的4.0Bar改為3.5Bar；聯(lián)鎖停機(jī)由原來的2.0Bar改為1.5Bar。綜上，當(dāng)容量控制設(shè)定值修改后，相應(yīng)的參數(shù)也要調(diào)整，參數(shù)設(shè)置不合理很可能是本次聯(lián)鎖停機(jī)的原因之一。容量控制框圖見圖1。另外，滑閥控制是潤滑油驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)場的油管線已經(jīng)包保溫，目前冬季氣溫不可能涼，可以排除動(dòng)力油因素。2、蒸發(fā)器液位高高聯(lián)鎖停機(jī)原因分析蒸發(fā)器液位控制采用外浮筒氣動(dòng)液位計(jì)LT401就地控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥LCV401，當(dāng)液位高時(shí)另外一外浮筒液位開關(guān)LSHH402動(dòng)作，控制系統(tǒng)延時(shí)5S機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)，同時(shí)DO輸出信號(hào)到電磁閥YY401，使LCV401關(guān)閉。停機(jī)后檢查液位開關(guān)LSHH402正常，排除誤動(dòng)作可能，蒸發(fā)器液位高高聯(lián)鎖停機(jī)確系液位實(shí)際就是高。檢查LT401和LCV401的氣動(dòng)控制系統(tǒng)也工作正常。結(jié)論約克冰機(jī)的控制系統(tǒng)為昆騰控制板，它不同于PLC控制可對(duì)參數(shù)進(jìn)行備份，控制程序不公開，給用戶對(duì)機(jī)組的控制方案的細(xì)節(jié)問題的掌握帶來了難度，而約