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往復式壓縮機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		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月17日
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往復式壓縮機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：
往復式壓縮機是油氣處理系統(tǒng)常見的大型核心設備，因此其運行的可靠性、安全性也就 成為研究的重要內容,本文以冀東油田南堡聯(lián)合站壓縮機為例，針對PLC失靈后壓縮機無法 正常停機的設計缺陷，結合壓縮機PLC邏輯及高壓側控制回路的設計原理,對控制方式進行 改造，實現(xiàn)了 PLC死機后的自動停機功能，提高了壓縮機運行的安全性。

引言
南堡聯(lián)合站共有3臺JGD/6大型往復式 壓縮機，承擔著為海上來氣增壓使之達到天 然氣處理分離所需壓力和將商品天然氣外輸 任務，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 縮機同時非正常停機的問題進行故障分析， 并對相應的改造進行了闡述總結。
1.	現(xiàn)狀調査
2011年12月30日7:10左右中控室工 控機顯示2#、	3#原料氣壓縮機同時停機，
值班人員檢查壓縮機現(xiàn)場實際處于運行狀 態(tài)，用于壓縮機控制的PLC已死機，無法進 行手動控制。按下壓縮機旁緊急停車按鈕， 仍不能停止設備，最后通過與供電公司聯(lián)系， 在高壓側10kv開關柜內手動強制停機。
2.	原因分析
通過查找壓縮機PLC設計圖紙及高壓側 接線圖并進行分析，發(fā)現(xiàn)以下三點問題：
2.	1啟停信號類型存在缺陷
PLC在死機或者失電后，即使按下停機按 鈕，PLC也無法接到停機指令，更無法將停機 指令發(fā)出。這是因為其原設計中PLC發(fā)出的 啟動、停機指令均為點動信號（常態(tài)下為開點， 需要發(fā)出停機指令時，閉合相應回路1秒后， 然后斷開），這就導致了常態(tài)下（無論壓縮 機運行與否），停機回路永遠為斷開信號， 即使PLC死機后，也無法改變此種信號狀態(tài)。 當壓縮機在正常運行期間，PLC輸出至高壓側 的信號線纜出現(xiàn)人為破壞或者其他斷纜情況 時，即使操作人員在現(xiàn)場按下緊急停機按鈕 時，壓縮機PLC發(fā)出的停機信號也無法傳至 高壓側控制柜內，壓縮機仍無法停機。
2.	2急停功能設計存在缺陷
急停與常規(guī)停機信號同時接入PLC模塊， 且PLC停機輸出指令只有唯一一條。不符合 緊急停機與常規(guī)停機按照不同安全等級區(qū)別 設計的理念。當壓縮機PLC突發(fā)性死機、失 電或控制屏失靈時，操作人員無法使用急停 按鈕停機。在無PLC監(jiān)控保護的情況下運行， 短時間會造成氣閥損壞，嚴重時可造成壓縮 機出口壓力超壓，法蘭刺漏。氣缸活塞桿斷 裂，最后引發(fā)重大事故。

2.	3缺少遠程停機功能
設計中雖有急停按鈕，在其處在壓縮機 控制柜旁，當出現(xiàn)壓縮機廠房大量泄漏時， 操作人員無法及時進入廠房停止設備，存在 安全隱患，需要增設遠程停機按鈕，以實現(xiàn) 遠程異地停機功能。如發(fā)生壓縮機廠房大量 泄漏時，操作人員無法進入廠房內對壓縮機 緊急停機，可能會導致更嚴重的次生事故。
3.	改造措施
針對上述三點問題，我們對壓縮機PLC 控制邏輯，自控ESD系統(tǒng)控制邏輯、高壓側 合閘、跳閘回路逐一深入分析，找出其根本 原因并按計劃逐一進行如下改造。
3.	1 PLC停機控制線路改造
考慮到PLC產品特性，在PLC失電或者 死機時，10模塊中的D0點均可恢復安全位 置（帶電時為閉合狀態(tài)時，PLC失靈后自動 轉換為常開位置），新增PLC模塊D0觸點一 對，將其組態(tài)為常開點（PLC帶電時觸點閉合、 故障時觸點自動斷開），將其接入新增的3# 繼電器線圈，如圖1,

圖1改造后壓縮機PLC端停機控制圖 然后將3#繼電器的常閉觸點J3接入 10kV壓縮機開關柜內的主電機跳閘回路。如 圖2。通過以上改造實現(xiàn)PLC失效或者信號 斷纜后壓縮機自動停機的功能。
原料=展細1機拍電機
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圖2改造后高壓端壓縮機停機控制圖

3.2改變急停信號接線點
通過分析，我們認為緊急停機方式應該 與常規(guī)停機方式有所區(qū)別，且其安全級別要 高于常規(guī)停機。急停按鈕線路應該直接接入 高壓側控制模塊，以確保設備在緊急情況下 無條件停機。
因此，我們將原有急停按鈕常閉觸點接 通至高壓側控制回路的電源點，當急停按鈕 處于正常位置時，高壓側控制回路供電正常； 當急停按鈕處于緊急位置時，高壓側控制回 路供電失效，實現(xiàn)主電機電源自動斷開。當 設備進行檢維修工作時，可按下急停按鈕， 即使高壓側操作失誤，也不會導致設備啟動。
3.	3增設異地遠程停機功能
為了實現(xiàn)異地遠程停機功能，我們將 利用現(xiàn)有的ESD系統(tǒng)，在其機柜間內部增加 D04輸出點一對，通過對ESD系統(tǒng)組態(tài)，將 其D04設置為長期帶電狀態(tài)，線路接入4#繼 電器線圈，
然后將4#繼電器輔助觸點中的常閉點 接入高壓側主電機跳閘回路中，在中控室 ESD控制盤設置三套壓縮機緊急停車按鈕， 其信號接入ESD系統(tǒng)。
4.	結論
1、	通過對壓縮機PLC和髙壓側主電機 控制線路的改造、結合安全級別要求，增設 了遠程停機功能，實現(xiàn)了 PLC故障和控制線 斷路時的自動停機功能。消除了潛在的安全 隱患。
2、	實現(xiàn)了遠程停機給功能，為快速、 安全應對壓縮機廠房天然氣大量泄漏等突發(fā) 性事故提供了可靠地技術保障。
作者簡介：
郝磊（1983-）男，漢，河南南陽人， 冀東油田油氣集輸公司，設備管理員，本科 學歷，管理設備方向。
朱瑞（1983-）男，漢，河北唐Lb人， 冀東油田油氣集輸公司，設備工程師，本科 學歷，管理設備方向。

中國機械 Machine China 343

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