一起氮气透平压缩机联锁停机故障分析

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1、冶金之家网站一起氮气透平压缩机联锁停机故障分析唐剑，万洪文（方大特钢科技股份有限公司制氧厂，江西南昌330012）摘要：一起空分设备配套的氮气透平压缩机（简称氮透）发生联锁停机故障，表面原因是空分产品氮气进氮透压力低，实际因素有：空分产品氮气流量计量偏差、操作人员对自动控制设定参数没有复位、管理缺陷等。在分析原因的基础上，提出了改进措施。关键词：氮压机；联锁停机；原因分析1引言方大特钢科技股份有限公司16300m3/h空分设备配套了一台英格索兰的中压氮气透平压缩机。该压缩机自带了一套微处理装置进行自

2、动控制，微处理装置通过R485通讯接口与空分设备配套的DCS系统通讯，在DCS上显示压缩机的工作状况。压缩机的操作为一键式（即：开机时，仅需按一下自带控制系统的“启动键”，设备就启动，并自动完成加载、自动调节等功能；停机时，只要按一下自带控制系统的“停止键”，设备就自动完成卸载，最后自动停机）；压缩机的联锁停机由两部分因素构成，一是设备自身参数越限（如油压过低、振动过大、轴温过高等），二是外部紧急停机操作或吸入气体压力过低，两个条件之一满足，压缩机就联锁停机。2010年12月28日19:29，氮透突

3、发联锁停机故障，查DCS上的运行记录，操作人员很快就发现产生联锁停机的原因———压缩机进口气体压力过低。对比操作过程、压缩机进口气体压力过低结果，操作人员比较困惑。为此组织人员进行专项分析，现将分析情况介绍如下。2故障分析2.1压缩机压缩氮气来源流程简介图1为氮气出塔流程简图。从图中可以看到，出塔氮气分为三路，控制三路气体流量的阀门均为调节阀，V107、V108为手动远程控制，V105为自动控制。在生产运行时，三个阀的工作状况分别是：（1）V108全开，起到连接空分设备与氮透的作用。（2）V105受

4、氮气出塔流量FIQC103控制，当氮气流量小于设定值时，阀门自动打开；当氮气流量大于设定值时，阀门自动关闭，以保证一定的氮气量出空分塔，空分塔的上塔不至于因氮气的排出量过小而超压，保证空分装置的安全。（3）V107处于一适当开度。V107的操作调整根据两方面进行：一视氮透输出的最终压力变化，作小范围的调整，以保证氮透的压缩量；二视氮气出塔流量变化，作小范围的调整，以稳定氮气出塔量，继而保证空分设备中氩系统工况的稳定。2.2生产变化、操作对策、参数变化情况2010年12月28日8:00始生产一线检修，

5、氮气用量下降，氮透背压升高，氮气由氮透防喘阀自动放散。为保持出塔氮气的稳定、增加空分设备的安全性，操作人员适当开大了V107阀，同时将V105调节器的设定流量由21000m3/h调整为21400m3/h。冶金之家网站2010年12月28日17:30始，一线的检修逐渐恢复，操作人员发现氮气用量增大，管道背压下降，氮透进气压力下降，为保证氮透正常工作，采取关小V107提高出塔氮气压力的方法，此时由于空分设备氩馏份含量在快速下降，操作人员集中精力对氩馏份参数进行调整，并使其基本正常。19:10，操作人员在

6、抄写空分装置各点参数时发现：氮透导叶由正常58%上升到100%开度，氮透进气压力很低。于是全关V107，进气压力仍没有改善，同时V105不断自动打开直至全开，氮透出现联锁停机故障。氮气出塔流量FIQC103低于设定值时，V105才会自动打开，空分设备工况正常，且V107关闭，FIQC103的流量应高于设定值，调出FIQC103、V105记录曲线，发现随着V105打开，FIQC103的值呈下降趋势，出现了阀门开度对应流量变化与理论不符的异常结果。2.3参数异常原因分析V107关闭，V105如果不打开，

7、低压管网PI103压力肯定是上升的，氮透就不会因进口压力低联锁停机。V105自动打开就是因为FIQC103指示值与实际流量存在不符。2.3.1查FIQC103设计说明书、流量计算程序、自动控制设置方案（1）FIQC103设计说明书显示：设计压力为0.014MPa（表压）、设计温度为24℃、流量范围为0～22000m3/h。压力测量仪表为EJA压力变送器，量程0~30kPa；温度测量仪表为Pt100热电阻；流量测量一次仪表为威力巴，测量威力巴差压所用测量仪表为罗兹蒙特差压变送器，量程为0~425Pa。

8、（2）FIQC103流量计算程序显示：带温度、压力自动补偿。（3）自动控制设置：主机厂设计说明书显示设定流量为19000m3/h；实际日常操作设定流量为21000m3/h；出现联锁停机时设定流量为21400m3/h。从上面三点可以看到，自动控制设置（即控制V105的调节器）的给定值与主机厂设计偏差较大，与流量计最大量程比较接近，在工况变化较大时，很可能满足不了控制要求。2.3.2查出塔氮气运行参数正常运行时，氮气出塔参数一般是：氮气流量FIQC103约21000m3/