淺析機(jī)組單法蘭壓力變送器故障原因分析及解決方案

摘要：自西一線天然氣增壓站燃驅(qū)壓縮機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，多次發(fā)生由于單法蘭壓力變送器故障造成的停機(jī)事件。本文詳細(xì)介紹了燃驅(qū)壓縮機(jī)組單法蘭壓力變送器的功能及組成，針對(duì)故障原因進(jìn)行分析，提出程序優(yōu)化方案，保障燃驅(qū)壓縮機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

燃驅(qū)壓縮機(jī)組作為天然氣長(zhǎng)輸管道的核心增壓設(shè)備，其穩(wěn)定性對(duì)輸氣生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。停機(jī)事件的發(fā)生會(huì)造成上下游天然氣管線的壓力波動(dòng)，對(duì)輸氣生產(chǎn)造成較大的影響[1]。GE燃驅(qū)機(jī)組的單法蘭壓力變送器是一個(gè)復(fù)雜且重要的附屬單法蘭壓力變送器，自西一線天然氣增壓站投產(chǎn)以來(lái)，燃驅(qū)壓縮機(jī)組曾多次發(fā)生由于單法蘭壓力變送器故障造成的停機(jī)事件。為避免停機(jī)的再次發(fā)生，有必要對(duì)單法蘭壓力變送器進(jìn)行單法蘭壓力變送器認(rèn)識(shí)和故障原因分析。本文對(duì)單法蘭壓力變送器的結(jié)構(gòu)、控制邏輯進(jìn)行解讀，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析故障原因，#終提出解決優(yōu)化方案。

1背景介紹

1.1單法蘭壓力變送器概況

單法蘭壓力變送器是GE燃?xì)廨啓C(jī)重要的附屬單法蘭壓力變送器，由兩臺(tái)交流風(fēng)機(jī)、一臺(tái)直流應(yīng)急風(fēng)機(jī)、通風(fēng)擋板及相關(guān)儀表變送器組成[2]。由于燃?xì)廨啓C(jī)主體及其燃料氣單法蘭壓力變送器、滑油單法蘭壓力變送器的部分設(shè)備集中安裝于箱體內(nèi)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)箱體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量熱量，并且存在箱體內(nèi)部油氣泄漏的可能。為了消除火災(zāi)隱患，燃驅(qū)機(jī)組需要流動(dòng)的冷空氣與箱體內(nèi)部空氣進(jìn)行置換，通過(guò)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)部溫度、壓差、可燃?xì)鉂舛鹊葦?shù)據(jù)，控制風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)效果，降低箱體內(nèi)部溫度，防止可燃?xì)怏w聚集，建立箱體正壓防止外部可燃?xì)怏w進(jìn)入箱體。

1.2風(fēng)機(jī)的控制邏輯

箱體風(fēng)機(jī)分為全速運(yùn)行模式和半速運(yùn)行模式，程序根據(jù)外部環(huán)境溫度a26at進(jìn)行判斷，當(dāng)環(huán)境溫度大于8℉時(shí)，觸發(fā)風(fēng)機(jī)全速命令；當(dāng)環(huán)境溫度小于5℉時(shí)，觸發(fā)風(fēng)機(jī)半速命令[3]。

當(dāng)GG箱體溫度a26bt1大于185℉，PT箱體溫度a26bt2大于212℉，箱體差壓低報(bào)警，箱體可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警這4個(gè)條件任一觸發(fā)時(shí)，箱體風(fēng)機(jī)會(huì)收到程序給出的啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)命令EFANMANSW_DIS，同時(shí)停止主風(fēng)機(jī)。命令下發(fā)40s后，若程序未收到風(fēng)機(jī)運(yùn)行反饋信號(hào)，則觸發(fā)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗停機(jī)命令；50s后，若存在箱體差壓低報(bào)警信號(hào)GPEVDPLO_ALM，則觸發(fā)箱體差壓低報(bào)停機(jī)命令。

2單法蘭壓力變送器故障停機(jī)原因分析

2.1大氣溫度的影響

大部分天然氣增壓站場(chǎng)地處我國(guó)西北地區(qū)，夏季常處高溫天氣，冬季氣候寒冷，單法蘭壓力變送器引用室外大氣。因此，箱體溫度受大氣溫度影響較大。夏季高溫易觸發(fā)箱體溫度超溫報(bào)警導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)，冬季在低溫情況下，風(fēng)機(jī)全速切換至半速模式運(yùn)行頻繁觸發(fā)，切換失敗會(huì)導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。春秋季風(fēng)沙引起的箱體通風(fēng)進(jìn)氣濾網(wǎng)堵塞，從而減小通風(fēng)進(jìn)氣量也是導(dǎo)致停機(jī)的一大原因。

2.2電網(wǎng)波動(dòng)的影響

部分地區(qū)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)電網(wǎng)波動(dòng)的情況，當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)較大時(shí)，容易導(dǎo)致運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)突然掉電停止，在啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)的過(guò)程中箱體差壓、溫度容易達(dá)到報(bào)警值而停機(jī)，備用風(fēng)機(jī)也存在啟動(dòng)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3箱體內(nèi)高溫管線的影響

箱體內(nèi)安裝著多條燃?xì)廨啓C(jī)附屬管線。其中，16級(jí)引氣管線氣體引至廠房外防冰單法蘭壓力變送器，氣體溫度約為400℃，9級(jí)封嚴(yán)冷卻氣接近100℃，高溫管線氣體泄漏至箱體內(nèi)部，會(huì)引發(fā)箱體溫度上升。

3解決方案

通過(guò)單法蘭壓力變送器故障原因分析，針對(duì)重點(diǎn)引起機(jī)組停機(jī)的幾個(gè)因素進(jìn)行程序優(yōu)化。

3.1風(fēng)機(jī)半速全速模式邏輯的優(yōu)化

查看箱體內(nèi)部各設(shè)備儀表的用戶手冊(cè)，為了避免風(fēng)機(jī)全速半速模式頻繁切換，將環(huán)境溫度a26bt判斷條件更改為高于-40℉風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，低于-49℉風(fēng)機(jī)半速運(yùn)行。

3.2箱體壓差低停機(jī)判斷條件的優(yōu)化

設(shè)置單法蘭壓力變送器的主要目的是降溫和防止可燃?xì)怏w聚集，因而將箱體差壓低導(dǎo)致停機(jī)的判斷條件加以優(yōu)化，箱體壓差低停機(jī)判斷時(shí)間由50s改為10min，停機(jī)條件改為箱體差壓低、GG或PT箱體任一溫度超溫、可燃?xì)怏w探頭高報(bào)警同時(shí)觸發(fā)才導(dǎo)致停機(jī)。

3.3主備風(fēng)機(jī)啟動(dòng)邏輯的優(yōu)化

當(dāng)箱體風(fēng)機(jī)切換命令下發(fā)后，原程序是將主用風(fēng)機(jī)停止，同時(shí)啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的切換是通過(guò)STEP3_1、STEP3_2、STEP3_3、STEP3_4四個(gè)功能塊實(shí)現(xiàn)的。STEP3_1.Ti2用于停止1#風(fēng)機(jī)并半速啟動(dòng)2#風(fēng)機(jī)；STEP3_2.Ti2用于停止2#風(fēng)機(jī)并半速啟動(dòng)1#風(fēng)機(jī)；STEP3_3.Ti2用于停止1#風(fēng)機(jī)并全速啟動(dòng)2#風(fēng)機(jī)；STEP3_4.Ti2用于停止2#風(fēng)機(jī)并全速啟動(dòng)1#風(fēng)機(jī)。因風(fēng)機(jī)切換過(guò)程中可能出現(xiàn)備用風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗，所以將邏輯改為：風(fēng)機(jī)切換時(shí)主用風(fēng)機(jī)不停止，備用風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，若要停止主用風(fēng)機(jī)需在HMI上手動(dòng)點(diǎn)停。程序修改的具體方法為，將STEP3_1.Ti2改為MANSTOPFAN1HMI手動(dòng)停止1#風(fēng)機(jī)命令，并在其前端添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2TWO切換至2#風(fēng)機(jī)命令前添加PULSE脈沖功能

塊并連接至STEP3_2.in；將STEP3_2.Ti2改為MANSTOPFAN2HMI手動(dòng)停止2#風(fēng)機(jī)命令，并在其前端添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2ONE切換至1#風(fēng)機(jī)命令前添加PULSE脈沖功能塊連接至STEP3_1.in；將STEP3_3.Ti2改為MANSTOPFAN1并添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2TWO添加PULSE脈沖后連接至STEP3_4.in；將STEP3_4.Ti2改為MANSTOPFAN2并添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2ONE添加PULSE脈沖后連接至STEP3_3.in。

3.4風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗邏輯的優(yōu)化

原邏輯是當(dāng)風(fēng)機(jī)命令與反饋不符時(shí)，若有備用風(fēng)機(jī)啟動(dòng)命令，則觸發(fā)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗會(huì)導(dǎo)致停機(jī)�，F(xiàn)更改為在主用風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)，備用風(fēng)機(jī)命令與反饋不符時(shí)，若有風(fēng)機(jī)切換命令，會(huì)造成機(jī)組停機(jī)。因在程序中發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗判斷時(shí)間和風(fēng)機(jī)全速啟動(dòng)所需時(shí)間均為40s，會(huì)導(dǎo)致備用風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)停機(jī)報(bào)警誤觸發(fā)。因此，需要更改風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗判斷時(shí)間，將EVFAN1HS_FON、EVFAN2HS_FON啟動(dòng)故障變量前的延時(shí)功能塊設(shè)定時(shí)間更改為45s。

3.5增加手動(dòng)停止備用風(fēng)機(jī)命令

新增變量MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2手動(dòng)停止風(fēng)機(jī)命令，將MANSTOPFAN1接入PBHDLR功能塊，將時(shí)間設(shè)置為2000ms，輸出與L43DUTY2做與運(yùn)算，隨后接入PULSE模塊；MANSTOPFAN2接入PBHDLR功能塊，將時(shí)間設(shè)置為2000ms，輸出與L43DUTY1做與運(yùn)算，隨后接入PULSE模塊。在畫(huà)面中添加按鈕，連接MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2變量，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止備用風(fēng)機(jī)的功能。

4結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)化后的程序經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組實(shí)際檢測(cè)，模擬外電波動(dòng)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)掉電、備用風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗、風(fēng)機(jī)切換時(shí)箱體壓差低等情況，不會(huì)造成機(jī)組停機(jī)，有效避免非真實(shí)故障引起的機(jī)組停機(jī)事件，同時(shí)保留機(jī)組原有的保護(hù)機(jī)制，在箱體內(nèi)出現(xiàn)超溫、可燃?xì)怏w泄漏、箱體風(fēng)機(jī)失效的情況下能夠觸發(fā)機(jī)組保護(hù)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)前期設(shè)計(jì)功能。