張兵強(qiáng)　趙連成　劉愉　黃云　舒海麗

【摘 要】調(diào)壓撬作為輸氣站場重要的撬裝設(shè)備，負(fù)責(zé)向下游用戶調(diào)節(jié)壓力與流量。隨著生產(chǎn)過程自動(dòng)化的提高，川氣東送輸氣站場針對現(xiàn)場調(diào)壓設(shè)備設(shè)置了調(diào)壓機(jī)柜，調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及自動(dòng)控制調(diào)壓撬設(shè)備運(yùn)行，并實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場參數(shù)，同時(shí)能夠與站場緊急停車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)。因此在日常生產(chǎn)運(yùn)行中保證調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行非常有必要，本文從川氣東送輸氣站場的調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行中存在的故障問題入手，探求問題出現(xiàn)原因，提出合理應(yīng)對措施，提高設(shè)備運(yùn)行完好率。

【關(guān)鍵詞】輸氣站場；調(diào)壓機(jī)柜；設(shè)備；問題；措施

0 引言

分輸站場壓力控制系統(tǒng)通常由兩部分組成，一部分是由現(xiàn)場的設(shè)備及儀表，另一部分是控制室的PID控制器[1]。川氣東送輸氣站場機(jī)柜室設(shè)置的調(diào)壓機(jī)柜采用羅克韋爾公司ControlLogix調(diào)壓控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)直接影響現(xiàn)場調(diào)壓撬設(shè)備的安全運(yùn)行，對下游用戶的供氣需求有重大影響。因此對調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備開展研究分析，降低設(shè)備的故障率，對安全生產(chǎn)運(yùn)行具有重要意義。

1 調(diào)壓控制系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)狀

輸氣站場壓力控制系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備是由安全切斷閥（SSV）、監(jiān)控調(diào)壓閥（PCV）、工作調(diào)壓閥（PV）按照從上游至下游的順序串連一起，安全切斷閥、監(jiān)控調(diào)壓閥、工作調(diào)壓閥應(yīng)為相互獨(dú)立的設(shè)備。正常情況下，安全切斷閥和監(jiān)控調(diào)壓閥處于全開位置，由工作調(diào)壓閥對下游壓力進(jìn)行控制。當(dāng)工作調(diào)壓閥出現(xiàn)故障，無法控制下游壓力時(shí)，監(jiān)控調(diào)壓閥開始工作，以維持下游壓力的安全范圍。若監(jiān)控調(diào)壓閥也出現(xiàn)故障，不能控制下游壓力時(shí)，安全切斷閥則自動(dòng)切斷氣源[2]。

2 運(yùn)行中存在的問題

2.1 管路自動(dòng)邏輯切換設(shè)置問題

壓力控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制時(shí)通常有兩種模式：一種是手動(dòng)模式；另一種是自動(dòng)模式。手動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)是通過在上位機(jī)手動(dòng)設(shè)定閥位的方式來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制要求；自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)是程序通過判斷當(dāng)前的壓力、流量與設(shè)定的壓力、流量進(jìn)行比較控制PV閥的開度以實(shí)現(xiàn)控制功能。與手動(dòng)模式運(yùn)行相比，調(diào)壓系統(tǒng)自動(dòng)模式運(yùn)行能根據(jù)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行PID運(yùn)算，避免頻繁的人為手動(dòng)輸入閥位值，減少出錯(cuò)幾率以及工作量，同時(shí)自動(dòng)模式運(yùn)行還具備管路事故關(guān)斷報(bào)警后的管路邏輯切換功能。在自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)，當(dāng)在用支路工作調(diào)壓閥出現(xiàn)事故關(guān)斷時(shí)，系統(tǒng)檢測到信號(hào)時(shí)經(jīng)過120秒延時(shí)，備用支路自動(dòng)啟用開啟工作調(diào)壓閥，實(shí)現(xiàn)管路邏輯切換功能。在管路邏輯切換時(shí)，備用支路工作調(diào)壓閥開啟，但備用支路的的進(jìn)口電動(dòng)球閥并未開啟，因此導(dǎo)致備用調(diào)壓支路氣路未導(dǎo)通。

2.2 安全切斷閥（SSV）電磁閥供電電源監(jiān)控問題

安全切斷閥作為調(diào)壓撬重要組成部件之一，對安全生產(chǎn)運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用，能在站場遇到緊急情況下，接收到觸發(fā)站場緊急關(guān)斷信號(hào)時(shí)，執(zhí)行安全切斷操作[3]。目前調(diào)壓撬SSV安全切斷閥電磁閥正常運(yùn)行狀態(tài)下為不帶電常關(guān)狀態(tài)，當(dāng)觸發(fā)ESD或上位機(jī)發(fā)出切斷命令時(shí)調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)繼電器動(dòng)作給現(xiàn)場電磁閥供電使電磁閥開啟，從而使安全切斷閥（SSV）切斷。因此在正常狀態(tài)下調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)控制現(xiàn)場電磁閥動(dòng)作的繼電器上端220V供電需常帶電狀態(tài)。當(dāng)機(jī)柜內(nèi)控制電磁閥供電的電源空開故障、保險(xiǎn)燒壞、連接線路端子松動(dòng)都會(huì)造成繼電器上端220V供電斷路，即使接收到執(zhí)行ESD或上位機(jī)發(fā)出的切斷命令信號(hào)時(shí)，繼電器動(dòng)作，但由于電磁閥220V動(dòng)力電處于斷路狀態(tài)，現(xiàn)場電磁閥也不能開啟切斷安全切斷閥，因此存在較大安全隱患。

2.3 同級(jí)負(fù)載供電問題

川氣東送自控及通信機(jī)柜內(nèi)設(shè)計(jì)之初的供電方式為UPS單回路供電，其中機(jī)柜中的24V電源、風(fēng)扇及照明系統(tǒng)電源均來自站場UPS供電輸出，屬于同級(jí)負(fù)載。采取此類設(shè)置在后續(xù)的生產(chǎn)運(yùn)行中存在的缺陷就是機(jī)柜中的風(fēng)扇或照明燈管屬于易老化損壞部件，一旦出現(xiàn)老化燒毀，引起供電回路電流瞬間增大，極易導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)的空開越級(jí)跳閘現(xiàn)象，從而導(dǎo)致總空開跳閘[4]。川氣東送某輸氣站場在日常運(yùn)行中出現(xiàn)過風(fēng)扇因電磁線圈老化，線圈內(nèi)部短路，引起回路電流瞬間增大，ESD機(jī)柜總空開跳閘，ESD機(jī)柜掉電觸發(fā)ESD關(guān)斷。調(diào)壓機(jī)柜設(shè)計(jì)之初同樣存在此類同級(jí)負(fù)載問題，一旦出現(xiàn)機(jī)柜掉電問題嚴(yán)重影響下游用戶平穩(wěn)供氣。

3 問題處理措施

3.1 邏輯程序優(yōu)化設(shè)置

通過專業(yè)自控人員對程序修改設(shè)置，將調(diào)壓撬進(jìn)口電動(dòng)球閥添加設(shè)置到邏輯程序當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)當(dāng)在用調(diào)壓支路事故關(guān)斷后，達(dá)到延時(shí)時(shí)間后首先開啟備用之路進(jìn)口電動(dòng)球閥，再開啟備用之路工作調(diào)壓閥。需要注意的是在對程序進(jìn)行優(yōu)化修改設(shè)置時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備須做好安全防范措施，同時(shí)程序修改完畢后進(jìn)行管路邏輯切換測試。通過對調(diào)壓程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置滿足了實(shí)際生產(chǎn)需要。

3.2 設(shè)置電源監(jiān)控點(diǎn)

報(bào)警系統(tǒng)的作用在于及時(shí)提醒操作人員密切注視生產(chǎn)中的運(yùn)行參數(shù)，以便采取措施預(yù)防事故的發(fā)生，是保證安全生產(chǎn)的重要措施[5]。調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)控制電磁閥供電狀況是從電源空開經(jīng)保險(xiǎn)到繼電器上端進(jìn)線處為正常帶電狀態(tài)，當(dāng)繼電器接收到信號(hào)時(shí)動(dòng)作導(dǎo)通電磁閥220V供電電路，電磁閥帶電開啟，因此選擇在機(jī)柜內(nèi)繼電器上端進(jìn)線正常帶電處設(shè)置電源監(jiān)控點(diǎn)，確保當(dāng)機(jī)柜內(nèi)控制電磁閥供電的電源空開故障、保險(xiǎn)燒壞、連接線路端子松動(dòng)造成供電斷路時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)使值班人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題。

3.3 供電改造優(yōu)化調(diào)整

川氣東送針對機(jī)柜內(nèi)單回路供電問題實(shí)施供電改造優(yōu)化調(diào)整，將自控、通信一級(jí)關(guān)鍵負(fù)荷采用雙電源、雙回路UPS供電模式，解決可靠供電問題。同時(shí)實(shí)現(xiàn)為機(jī)柜內(nèi)風(fēng)扇及照明等輔助設(shè)備單獨(dú)提供1路非UPS電源供電。通過對自控及通信機(jī)柜供電優(yōu)化改造，將風(fēng)扇、照明電源與關(guān)鍵負(fù)荷電源進(jìn)行分開設(shè)置，互不影響，避免了運(yùn)行中風(fēng)扇和照明等易損部件非關(guān)鍵負(fù)荷電源因故障造成機(jī)柜內(nèi)電源整體失電，提高了設(shè)備運(yùn)行完好率。

4 結(jié)論

鑒于以上對川氣東送輸氣站場調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)設(shè)備運(yùn)行中存在的問題研究分析，為提高調(diào)壓設(shè)備運(yùn)行完好率，保證安全生產(chǎn)運(yùn)行，消除安全隱患提供相應(yīng)參考依據(jù)。為做好機(jī)柜內(nèi)設(shè)備在生產(chǎn)中安全平穩(wěn)運(yùn)行，保證下游用戶供氣平穩(wěn)除了上述開展的分析研究，還應(yīng)在日常生產(chǎn)運(yùn)行中注意以下幾點(diǎn)：（1）巡檢作業(yè)人員做好機(jī)柜設(shè)備巡檢工作，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備的相關(guān)指示燈顯示是否正常，有無報(bào)警；（2）隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及用氣結(jié)構(gòu)變化，下游用戶的用氣量不斷增長；傳統(tǒng)的PID控制在下游供氣結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后PID參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行重新設(shè)置及優(yōu)化[6]；（3）由于現(xiàn)場調(diào)壓設(shè)備及機(jī)柜內(nèi)設(shè)備自動(dòng)化程度相對復(fù)雜，專業(yè)人員日常應(yīng)做好操作人員設(shè)備培訓(xùn)工作，通過培訓(xùn)提高自身技能。

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