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往復(fù)式壓縮機(jī)儀控單元安全性改造

文檔作者：朱瑞郝磊文檔來源：冀東油田油氣集輸公司南堡聯(lián)合站		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月17日
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學(xué)術(shù)
往復(fù)式壓縮機(jī)儀控單元安全性改造
冀東油田油氣集輸公司南堡聯(lián)合站-朱瑞\郝磊
摘要：
往復(fù)式壓縮機(jī)是油氣處理系統(tǒng)常見的大型核心設(shè)備，因此其運(yùn)行的可靠性、安全性也就 成為研究的重要內(nèi)容,本文以冀東油田南堡聯(lián)合站壓縮機(jī)為例，針對PLC失靈后壓縮機(jī)無法 正常停機(jī)的設(shè)計(jì)缺陷，結(jié)合壓縮機(jī)PLC邏輯及高壓側(cè)控制回路的設(shè)計(jì)原理,對控制方式進(jìn)行 改造，實(shí)現(xiàn)了 PLC死機(jī)后的自動(dòng)停機(jī)功能，提高了壓縮機(jī)運(yùn)行的安全性。

引言
南堡聯(lián)合站共有3臺JGD/6大型往復(fù)式 壓縮機(jī)，承擔(dān)著為海上來氣增壓使之達(dá)到天 然氣處理分離所需壓力和將商品天然氣外輸 任務(wù)，是油氣處理的重要環(huán)節(jié)。本文主要針 對2011年12月南堡聯(lián)合站2#、3#原料氣壓 縮機(jī)同時(shí)非正常停機(jī)的問題進(jìn)行故障分析， 并對相應(yīng)的改造進(jìn)行了闡述總結(jié)。
1.	現(xiàn)狀調(diào)査
2011年12月30日7:10左右中控室工 控機(jī)顯示2#、	3#原料氣壓縮機(jī)同時(shí)停機(jī)，
值班人員檢查壓縮機(jī)現(xiàn)場實(shí)際處于運(yùn)行狀 態(tài)，用于壓縮機(jī)控制的PLC已死機(jī)，無法進(jìn) 行手動(dòng)控制。按下壓縮機(jī)旁緊急停車按鈕， 仍不能停止設(shè)備，最后通過與供電公司聯(lián)系， 在高壓側(cè)10kv開關(guān)柜內(nèi)手動(dòng)強(qiáng)制停機(jī)。
2.	原因分析
通過查找壓縮機(jī)PLC設(shè)計(jì)圖紙及高壓側(cè) 接線圖并進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)以下三點(diǎn)問題：
2.	1啟停信號類型存在缺陷
PLC在死機(jī)或者失電后，即使按下停機(jī)按 鈕，PLC也無法接到停機(jī)指令，更無法將停機(jī) 指令發(fā)出。這是因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)中PLC發(fā)出的 啟動(dòng)、停機(jī)指令均為點(diǎn)動(dòng)信號（常態(tài)下為開點(diǎn)， 需要發(fā)出停機(jī)指令時(shí)，閉合相應(yīng)回路1秒后， 然后斷開），這就導(dǎo)致了常態(tài)下（無論壓縮 機(jī)運(yùn)行與否），停機(jī)回路永遠(yuǎn)為斷開信號， 即使PLC死機(jī)后，也無法改變此種信號狀態(tài)。 當(dāng)壓縮機(jī)在正常運(yùn)行期間，PLC輸出至高壓側(cè) 的信號線纜出現(xiàn)人為破壞或者其他斷纜情況 時(shí)，即使操作人員在現(xiàn)場按下緊急停機(jī)按鈕 時(shí)，壓縮機(jī)PLC發(fā)出的停機(jī)信號也無法傳至 高壓側(cè)控制柜內(nèi)，壓縮機(jī)仍無法停機(jī)。
2.	2急停功能設(shè)計(jì)存在缺陷
急停與常規(guī)停機(jī)信號同時(shí)接入PLC模塊， 且PLC停機(jī)輸出指令只有唯一一條。不符合 緊急停機(jī)與常規(guī)停機(jī)按照不同安全等級區(qū)別 設(shè)計(jì)的理念。當(dāng)壓縮機(jī)PLC突發(fā)性死機(jī)、失 電或控制屏失靈時(shí)，操作人員無法使用急停 按鈕停機(jī)。在無PLC監(jiān)控保護(hù)的情況下運(yùn)行， 短時(shí)間會(huì)造成氣閥損壞，嚴(yán)重時(shí)可造成壓縮 機(jī)出口壓力超壓，法蘭刺漏。氣缸活塞桿斷 裂，最后引發(fā)重大事故。

2.	3缺少遠(yuǎn)程停機(jī)功能
設(shè)計(jì)中雖有急停按鈕，在其處在壓縮機(jī) 控制柜旁，當(dāng)出現(xiàn)壓縮機(jī)廠房大量泄漏時(shí)， 操作人員無法及時(shí)進(jìn)入廠房停止設(shè)備，存在 安全隱患，需要增設(shè)遠(yuǎn)程停機(jī)按鈕，以實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程異地停機(jī)功能。如發(fā)生壓縮機(jī)廠房大量 泄漏時(shí)，操作人員無法進(jìn)入廠房內(nèi)對壓縮機(jī) 緊急停機(jī)，可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的次生事故。
3.	改造措施
針對上述三點(diǎn)問題，我們對壓縮機(jī)PLC 控制邏輯，自控ESD系統(tǒng)控制邏輯、高壓側(cè) 合閘、跳閘回路逐一深入分析，找出其根本 原因并按計(jì)劃逐一進(jìn)行如下改造。
3.	1 PLC停機(jī)控制線路改造
考慮到PLC產(chǎn)品特性，在PLC失電或者 死機(jī)時(shí)，10模塊中的D0點(diǎn)均可恢復(fù)安全位 置（帶電時(shí)為閉合狀態(tài)時(shí)，PLC失靈后自動(dòng) 轉(zhuǎn)換為常開位置），新增PLC模塊D0觸點(diǎn)一 對，將其組態(tài)為常開點(diǎn)（PLC帶電時(shí)觸點(diǎn)閉合、 故障時(shí)觸點(diǎn)自動(dòng)斷開），將其接入新增的3# 繼電器線圈，如圖1,

圖1改造后壓縮機(jī)PLC端停機(jī)控制圖 然后將3#繼電器的常閉觸點(diǎn)J3接入 10kV壓縮機(jī)開關(guān)柜內(nèi)的主電機(jī)跳閘回路。如 圖2。通過以上改造實(shí)現(xiàn)PLC失效或者信號 斷纜后壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)的功能。
原料=展細(xì)1機(jī)拍電機(jī)
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圖2改造后高壓端壓縮機(jī)停機(jī)控制圖

3.2改變急停信號接線點(diǎn)
通過分析，我們認(rèn)為緊急停機(jī)方式應(yīng)該 與常規(guī)停機(jī)方式有所區(qū)別，且其安全級別要 高于常規(guī)停機(jī)。急停按鈕線路應(yīng)該直接接入 高壓側(cè)控制模塊，以確保設(shè)備在緊急情況下 無條件停機(jī)。
因此，我們將原有急停按鈕常閉觸點(diǎn)接 通至高壓側(cè)控制回路的電源點(diǎn)，當(dāng)急停按鈕 處于正常位置時(shí)，高壓側(cè)控制回路供電正常； 當(dāng)急停按鈕處于緊急位置時(shí)，高壓側(cè)控制回 路供電失效，實(shí)現(xiàn)主電機(jī)電源自動(dòng)斷開。當(dāng) 設(shè)備進(jìn)行檢維修工作時(shí)，可按下急停按鈕， 即使高壓側(cè)操作失誤，也不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備啟動(dòng)。
3.	3增設(shè)異地遠(yuǎn)程停機(jī)功能
為了實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程停機(jī)功能，我們將 利用現(xiàn)有的ESD系統(tǒng)，在其機(jī)柜間內(nèi)部增加 D04輸出點(diǎn)一對，通過對ESD系統(tǒng)組態(tài)，將 其D04設(shè)置為長期帶電狀態(tài)，線路接入4#繼 電器線圈，
然后將4#繼電器輔助觸點(diǎn)中的常閉點(diǎn) 接入高壓側(cè)主電機(jī)跳閘回路中，在中控室 ESD控制盤設(shè)置三套壓縮機(jī)緊急停車按鈕， 其信號接入ESD系統(tǒng)。
4.	結(jié)論
1、	通過對壓縮機(jī)PLC和髙壓側(cè)主電機(jī) 控制線路的改造、結(jié)合安全級別要求，增設(shè) 了遠(yuǎn)程停機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)了 PLC故障和控制線 斷路時(shí)的自動(dòng)停機(jī)功能。消除了潛在的安全 隱患。
2、	實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程停機(jī)給功能，為快速、 安全應(yīng)對壓縮機(jī)廠房天然氣大量泄漏等突發(fā) 性事故提供了可靠地技術(shù)保障。
作者簡介：
郝磊（1983-）男，漢，河南南陽人， 冀東油田油氣集輸公司，設(shè)備管理員，本科 學(xué)歷，管理設(shè)備方向。
朱瑞（1983-）男，漢，河北唐Lb人， 冀東油田油氣集輸公司，設(shè)備工程師，本科 學(xué)歷，管理設(shè)備方向。

中國機(jī)械 Machine China 343

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