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,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)組作為天然氣長輸管道的核心增壓設(shè)備,其穩(wěn)定性對輸氣生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。停機(jī)事件的發(fā)生會造成上下游天然氣管線的壓力波動,對輸氣生產(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,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,有必要對單法蘭壓力變送器進(jìn)行單法蘭壓力變送器認(rèn)識和故障原因分析。本文對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,由兩臺交流風(fēng)機(jī)、一臺直流應(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)行時箱體內(nèi)部會產(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)組需要流動的冷空氣與箱體內(nèi)部空氣進(jìn)行置換,通過監(jiān)測箱體內(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,觸發(fā)風(fēng)機(jī)全速命令;當(dāng)環(huán)境溫度小于5℉時,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℉,箱體差壓低報警,箱體可燃?xì)怏w檢測報警這4個條件任一觸發(fā)時,箱體風(fēng)機(jī)會收到程序給出的啟動備用風(fēng)機(jī)命令EFANMANSW_DIS,同時停止主風(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,則觸發(fā)風(fēng)機(jī)啟動失敗停機(jī)命令;50s后,若存在箱體差壓低報警信號GPEVDPLO_ALM,則觸發(fā)箱體差壓低報停機(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地處我國西北地區(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)波動的情況,當(dāng)電網(wǎng)波動較大時,容易導(dǎo)致運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)突然掉電停止,在啟動備用風(fēng)機(jī)的過程中箱體差壓、溫度容易達(dá)到報警值而停機(jī),備用風(fēng)機(jī)也存在啟動失敗的風(fēng)險。
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級封嚴(yán)冷卻氣接近100℃,高溫管線氣體泄漏至箱體內(nèi)部,會引發(fā)箱體溫度上升。
3解決方案
通過單法蘭壓力變送器故障原因分析,針對重點(diǎn)引起機(jī)組停機(jī)的幾個因素進(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,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探頭高報警同時觸發(fā)才導(dǎo)致停機(jī)。
3.3主備風(fēng)機(jī)啟動邏輯的優(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,同時啟動備用風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)的切換是通過STEP3_1、STEP3_2、STEP3_3、STEP3_4四個功能塊實(shí)現(xiàn)的。STEP3_1.Ti2用于停止1#風(fēng)機(jī)并半速啟動2#風(fēng)機(jī);STEP3_2.Ti2用于停止2#風(fēng)機(jī)并半速啟動1#風(fēng)機(jī);STEP3_3.Ti2用于停止1#風(fēng)機(jī)并全速啟動2#風(fēng)機(jī);STEP3_4.Ti2用于停止2#風(fēng)機(jī)并全速啟動1#風(fēng)機(jī)。因風(fēng)機(jī)切換過程中可能出現(xiàn)備用風(fēng)機(jī)啟動失敗,所以將邏輯改為:風(fēng)機(jī)切換時主用風(fēng)機(jī)不停止,備用風(fēng)機(jī)同時啟動,實(shí)現(xiàn)兩臺風(fēng)機(jī)同時運(yùn)行,若要停止主用風(fēng)機(jī)需在HMI上手動點(diǎn)停。程序修改的具體方法為,將STEP3_1.Ti2改為MANSTOPFAN1HMI手動停止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,若有備用風(fēng)機(jī)啟動命令,則觸發(fā)風(fēng)機(jī)啟動失敗會導(dǎo)致停機(jī)。現(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,若有風(fēng)機(jī)切換命令,會造成機(jī)組停機(jī)。因在程序中發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)啟動失敗判斷時間和風(fēng)機(jī)全速啟動所需時間均為40s,會導(dǎo)致備用風(fēng)機(jī)啟動時停機(jī)報警誤觸發(fā)。因此,需要更改風(fēng)機(jī)啟動失敗判斷時間,將EVFAN1HS_FON、EVFAN2HS_FON啟動故障變量前的延時功能塊設(shè)定時間更改為45s。
3.5增加手動停止備用風(fēng)機(jī)命令
新增變量MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2手動停止風(fēng)機(jī)命令,將MANSTOPFAN1接入PBHDLR功能塊,將時間設(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,將時間設(shè)置為2000ms,輸出與L43DUTY1做與運(yùn)算,隨后接入PULSE模塊。在畫面中添加按鈕,連接MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2變量,實(shí)現(xiàn)手動停止備用風(fēng)機(jī)的功能。
4結(jié)束語
優(yōu)化后的程序經(jīng)現(xiàn)場機(jī)組實(shí)際檢測,模擬外電波動導(dǎo)致風(fēng)機(jī)掉電、備用風(fēng)機(jī)啟動失敗、風(fēng)機(jī)切換時箱體壓差低等情況,不會造成機(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)計功能。
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