安全联锁改造范文

安全联锁改造范文（精选8篇）

安全联锁改造 第1篇

1 气柜操作简述 (1)

丙烯气收集柜Z-202是用于储水的圆柱形储罐, 上部由钟罩型圆柱形内桶靠水进行气体密封。钟罩内收集丙烯气体, 丙烯气进气管和出气管的高度都高于水面。随着气柜内丙烯气体储量和压力的增加, 钟罩桶就会被气压逐渐顶起。钟罩桶上安装有一台测量液位 (高度) 变化的变送器LT4001, 信号送至中控室DCS, 在DCS操作画面上LI4001进行液位显示和报警。钟罩的正常操作范围控制在量程的25%~85%。当测量值高于85%时, 操作人员到现场手动启动C-201进行回收;低于25%时, 手动停运C-201。当出现液位紧急超高报警 (设定90%) , 压缩机负荷不能满足液位控制要求时, 操作人员必须在DCS操作画面上快速手动远程开启HV4001排放至火炬。改造前的气柜液位工艺和仪表控制简图如图1所示。

2 技改方案

依据原设计, C-201的设备选型和电气控制功能已不具备改造的先决条件。但是, 气柜液位的测量信号已送至DCS (LI4001) ;火炬排放阀HV4001也由DCS远程开、关。分析认为, 完全可以利用DCS实现气柜液位自动联锁保护功能。具体技改方案为:在气柜进气管线上新装一台气动式球阀HV4002, 由DCS远程控制其开/关位状态信号, 并反馈至DCS, 按照事故状态下的安全原则, 该阀门执行机构的作用方式选为气开式 (FC) ;重新选型并更换一台火炬排放气动球阀HV4001, 作用方式选为气关式 (FO) , 该阀门的DCS远程控制和阀门的开、关位状态信号DCS组态原设计已有;两台气动球阀的选型严格遵守事故安全原则, 即在事故状态下 (如装置停电、控制信号失灵及仪表风突然中断等) , HV4002能够靠自作用关闭, HV4001能够自作用打开;利用CS3000 DCS组态软件, 对气柜液位测量信号LI4001、HV4002和HV4001的控制信号间安全联锁自保功能进行软件组态。

改造后气柜的正常操作是:正常工况下, HV4002处于打开状态, HV4001处于关闭状态。当气柜液位出现极端高高报警 (≥90%) 时, HV4002立即自动关闭, HV4001立即自动打开, 切断气柜丙烯进料并排放至火炬, 确保气柜的安全操作。当气柜液位恢复到正常操作范围并由操作人员确认后, 在DCS操作画面上对开关HS4001/2 (DCS软件组态开关) 进行复位, HV4002又将自动打开, HV4001同时自动关闭, 气柜液位的控制又恢复到正常操作状态。改造后的气柜液位工艺和仪表控制简图如图2所示, 其中LI4001为气柜液位显示和报警信号;I表示DCS内的联锁关联号;HV4001/2为联锁复位开关;HV4002和HV4001两台阀旁边的HS4001和HS4002分别为DCS操作画面上两台阀的远程手动操作开关。

3 技改的实施

此改造项目的工艺流程和相关设备无需变动, 主要涉及仪表专业, 包括DCS、现场仪表硬件与软件。

3.1 硬件

该装置采用Centum CS3000, 其I/O信号有备用通道, 无需新增硬件。但是要新增或更新两台两位式球阀。根据仪表专业工程设计规范确定需要采购的新设备, 原来的设备进行利旧;按照仪表专业施工规范, 安装两台球阀及其附件;敷设DCS控制室和HV4002现场之间的控制信号电缆;配设HV4002的仪表风气源管线;再根据仪表专业工程设计规范, 设计如图3所示的新增仪表信号接线回路, 并依设计图进行接线。

3.2 软件

在软件方面, 对DCS控制功能和联锁逻辑功能进行软件组态和系统测试。进行软件组态时, 对于DCS控制功能块的选择和联锁逻辑方案的设计, 要求具有较强的安全性、逻辑性、合理性和可操作性。信号物理地址的分配;定义控制信号的I/O通道, 进行DCS控制信号I/O点组态, 具体见表1。

定义一个联锁逻辑复位开关, 采用DCS软件内部的公共开关组态 (Common Switch Builder) 功能实现。该DCS内部软件开关的功能和硬接线的开关功能完全一样, 功能开关名称HV4001/2, 位号SW641, 通道号%SW0433。

控制功能块的定义主要是定义控制功能块的类型, 组态功能块的各个参数。新增的控制功能块包括:球阀HV4002信号控制功能块 (HV-4002) 与阀门的开位、关位回讯信号ZSO4002和ZSC4002的定义。

为实现气柜液位测量LI4001、HV4001和HV4002控制信号之间的工艺联锁逻辑保护动作功能, 利用Centum CS3000的逻辑图功能, 定义一个联锁逻辑控制功能块LS1013 (图4) , 建立3个信号之间的联锁逻辑关系。

联锁逻辑图LS1013中的原因和结果表在逻辑控制功能图LS1013中, 共有两个输入条件、4个逻辑元件和3个输出结果, 分别为:输入条件LIA4001.ALARM.HH, 取自功能块LIA4001的高高报警 (≥90%) 值;输入条件SW641.PV.ON取自复位开关HV4001/2联锁复位的ON信号;逻辑元件1为置位 (S) 优先型的SRS1-S触发器;逻辑元件2为关断延迟型的OFFD定时器;逻辑元件3为逻辑状态取非值的NOT逻辑元件;逻辑元件4为接通延迟型的OND定时器;输出结果HV-4001.CSV.P2是HV4001功能块的控制设定操作值;输出结果HV-4002.CSV.P2是HV4002功能块的控制设定操作值;输出结果SW641.PV.L取自开关HV4001/2联锁复位的L信号。

当气柜液位LIA4001在正常测量范围 (25%~85%) 时, LIA4001.ALARM.HH逻辑真值为0。对SW641进行一次复位, SRS1-S型触发器的输出逻辑真值为0;HV-4001.CSV.P2逻辑真值为0, 排放阀HV4001处于关闭状态;逻辑元件3为逻辑NOT元件, HV-4002.CSV.P2逻辑真值为1, 进料阀HV4002处于打开状态。SW641由SW641.PV.L延迟复位至OFF状态, SW641.PV.ON的逻辑真值为0。

当气柜液位Z-202出现高高报警 (设定值≥90%) 时, LIA4001.ALARM.HH逻辑真值立即变为1;将SRS1-S型触发器的输出逻辑真值置位至1;HV-4001.CSV.P2逻辑真值变为1, HV4001立即打开;HV-4002.CSV.P2逻辑真值变为0, HV4002立即关闭。两台阀逻辑上的同时动作, 确保了气柜液位处于事故下的安全状态。

当气柜液位Z-202恢复至正常范围后, LIA4001.ALARM.HH逻辑真值变为0。操作人员确认后, 操作一次联锁复位开关SW641, 使SW641.PV.ON的逻辑真值变为1, 将SRS1-S触发器的输出逻辑真值复位至0。HV-4001.CSV.P2逻辑真值又变为0, HV4001处于关闭状态;HV-4002.CSV.P2逻辑真值又变为1, HV4002处于打开状态。气柜的进料操作和液位控制又恢复至正常操作工况。

4 改造后的技术特点

联锁逻辑功能无需操作人员干预, 自动实现联锁动作保护。在DCS操作画面上的软件开关HS4001和HS4002都可以将HV4001和HV4002打到手动模式进行操作。气柜液位、阀门的开/关状态在DCS操作画面上有颜色变化显示, 操作直观方便。该联锁逻辑充分利用了数字电子逻辑元件的功能优势, 使操作有较强的逻辑性和合理性, 如置位优先型SRS1-S触发器及延迟型定时器等。联锁功能是自动实现, 每个信号和每一步动作在DCS操作画面上都有声/光报警自动提示功能。液位变送器、两台阀门的硬件选择和DCS软件功能组态完全遵循事故安全原则。联锁逻辑功能模拟测试方便, 通过DCS操作画面调用液位控制功能块LIA4001, 修改高高报警设定值, 可以很方便地模拟液位异常联锁动作功能。

5 结束语

气柜液位安全联锁逻辑技术改造方案在该装置进行大检修时付诸实施, 经系统调试合格后投入正式运行。目前运行平衡, 联锁逻辑功能系统运行非常稳定。在此期间, 已经出现过两次因气柜液位异常高高报警, 而引起联锁逻辑保护功能自动完成, 较好地实现了气柜液位的安全保护。此技术改造措施完全符合工控系统和测量仪表相关的安全设计、施工标准和规范。消除了聚丙烯装置气柜液位操作和控制过程中的生产隐患, 降低了装置的操作风险, 安全运行效果明显, 经济效益显著提高。

摘要：针对液相本体法聚丙烯的低压加收单元的丙烯气体收集柜存在的设计缺陷与安全隐患, 基于Centum CS3000组态软件对其安全联锁功能进行技术改造。

五车间生产装置安全联锁管理制度 第2篇

五车间生产装置安全联锁管理制度

二O一一年

生产装置安全联锁管理制度

一、总则

为牢固树立“安全第一”的思想，确保车间职工生命安全，保障生产装置安全、稳定运行，加强生产安全联锁装置的维护和管理，防止安全事故发生，实现企业可持续发展，结合公司实际，特制定本制度。

二、适用范围

五车间生产系统所有涉及安全的联锁报警装置包括乳化器震动、超温、断流、手动运行联锁报警；乳胶输送泵单独运行、超压、断流联锁报警；水相储存罐超温报警和消防雨淋系统。

三、职责

1、机电副主任和工艺技术员负责各生产班组对联锁报警装置的监督检查。

2、车间班组负责安全联锁装置的使用，严格执行生产工艺操作规程，并做好相应的记录。

3、维修班组负责安全联锁装置的日常维护。

四、运行

1、安全联锁装置投入运行前必须由生产技术科、机电科、安全检查科组织相关人员进行测试验证，并做好详细记录。

2、安全联锁装置运行中，各班组要加强相关岗位之间的联系，发现问题及时反馈，并及时向车间汇报。

3、按照生产工艺操作规程和安全操作规程，正确判断和处理异常情况。紧急情况下，可以先处理，后按有关程序逐级报告。

4、安全联锁装置不得随意拆弃和解除，声、光报警等信号不得随意切断。

5、严格交接班制度，交接班记录要有安全联锁装置运行情况的内容。

6、带联锁条件的仪表要挂“联锁”警示牌，并要有一定数量的备品备件，交专人保管存放。

7、定期要对员工进行安全联锁保护系统的培训和岗位练兵，并进行考试考评。要求每位员工熟知，能分析判断并处理一般的联锁故障。

五、变更

1、生产现场安全联锁装置变更，需由使用安全连锁装置的车间提出，经生产技术科审核确认，并由总工批准后执行。

2、安全联锁装置程序变更、联锁解除及相关设定参数更改等，必须由使用安全连锁装置的车间提出书面申请，经生产技术科批准后，由技术提供方认可后执行。操作人员必须严格遵守工艺纪律，不得擅自改变设定参数。

六、维护

1、维修班组对安全连锁装置要进行日常检查和维护，做好防尘、防雨、防冻、防震、防雷工作，确保安全联锁装置稳定运行。

2、在现场巡回检查时，不准踩踏管道、阀门、电线、电缆架及各种仪表管线等设施，以免引起安全联锁事故发生。

3、严格遵守安全纪律，禁止无关人员进入操作岗位动用安全联锁装置。

七、警报解除

1、乳化器

①震动报警监控室操作人员应及时断电并及时向车间领导汇报。

②每天开工前如发现有超温、断流现象由监控室操作人员及时解除，现场作业人员认真观察确认。生产过程中出现超温、断流报警时监控室操作人员应及时断电并及时向车间领导汇报。

③手动运行联锁报警时由监控人员及时断电并通知维修检查现场。

2、乳胶输送泵

①每天开工前如发现有超温、断流现象由监控室操作人员及时解除，现场作业人员认真观察确认。生产过程中出现超温、断流报警时监控室操作人员应及时断电并及时向车间领导汇报。

②超压联锁报警时由监控室操作人员及时通知现场操作人员检查三流喷枪是否有赌赛或漏气现象。监控室操作人员解除报警。

③单独运行联锁报警时由监控室操作人员及时通知现场操作人员查看是否有人误操作，确认后监控室解除警报。

3、水相储存罐 水相储存罐超温报警时由监控室操作人员及时通知现场作业人员或维修班组检查管路，并解除警报。

4、消防雨淋系统

消防雨淋联锁报警时监控室操作人员要及时通知现场作业人员观察现场是否有火情和环境温度状况，及时通风，确认现场安全后汇报监控室解除报警。

安全联锁改造 第3篇

某站站场进行改型时, 由上图可以看出, 提前插铺1/3号道岔到所需的运行线上, 其斥离轨开程以及密贴操作均需专业人员确认保证, 基本无法做到不间断监控, 给行车埋下安全隐患。还需要注意的是, 插铺道岔如按照先前的信号6502电路标准网络线的联锁要求安全纳入信号联锁, 则施工缓慢, 关闭要点时间较长、开通复杂、资金投入量大、性价比未趋于最优 (主要是因为此为过渡施工, 一段时间后将被拆除, 造成浪费) 。

2 解决方案的提出以及措施的实施

针对上述在改造中产生的问题采用如下的解决措施:在观察确认道岔两尖轨能够斥离轨开程以及密贴正确的条件下, 施行工务钉闭, 车务加锁, 设立监控电路进行监测, 并将其归并与信号的联锁网络中, 这样就使道岔的运行稳定性由先前的人保证转变为设备保证, 剔除人为不确定影响造成的机车安全隐患。下面进行具体的电路修改分析, 并详细介绍设计方案的完成与实现。

1) 在原有的机械室信号联锁电路中加入1个多模块组合, 主要由1个道岔定位表示继电器D B J和1个道岔表示变压器两部分组成, 并将前者的接点与改造线路中原有联锁电路相连接。室外所安装的道岔设备, 连接控制室内外所用的电缆可以是备用电缆的芯线。当1/3号道岔为S700K型时, 即通常所说的提速道岔时, 需用3芯电缆;为普通的ZD 6型道岔时, 需用2芯电缆, 对于后者大部分车站的预存电缆的芯线都满足这个要求。

当1/3号道岔为提速型S700K道岔时, 先手动调节道岔, 调整密贴状态, 在道岔缺口和开程调节至要求范围内后, 道岔定位表示继电器D B J吸起。室内D JZ、D JF电源, 通过B B后与室外的电缆盒相贯穿, 并由二极管整流后, 再通过查验道岔开闭器15-16、33-34、11-12、35-36的各个接点、电机2、3线圈以及X2、X4两处后, 使道岔定位表示继电器吸起, 这就完成了X J的励磁电路, 这样允许信号再通过1/3号道岔定位时将不会被拦截。相反, 当道岔的密贴、缺口和开程都未达到最低的限度时, 道岔定位表示继电器D B J落下, 断开信号继电器X J的励磁电路, 从而关闭信号, 通过此项步骤实现了由道岔定位表示继电器D B J全天候地监控道岔运行状态, 确保信号联锁安全。

当1/3号道岔为普通ZD 6型道岔时, 将ZD 6道岔通过手动调整密贴、缺口和开程达到标准要求, 道岔定位表示继电器D B J吸起, 相反落下。如当道岔定位表示继电器D B J落下时, 与信号继电器X J的励磁电路断开, 从而信号关闭, 实现了由继电器D B J全天候地监测道岔运行情况, 确保信号的联锁安全性。

2) 更改室内网络线。以1/3号道岔ZD 6型普通道岔为例进行说明, 它和ZY J7型道岔的线路更改方式相同。通过调配所需更改的电路, 将插铺道岔的监控结果参数并入联锁信号网络。只有当道岔尖轨斥离轨的开程以及密贴的检测符合规定的范围, 才能对通过此处的插铺道岔的进路信号进行开放, 否则此进路通道处于关闭状态。

插铺道岔定位表示继电器D B J接点与区段组合相连接后, 添加组6线进入道岔定位表示继电器D B J-11前接点, 控制道岔在未有表示状态情况下阻止其通过该道岔进路实施操作;执行组8、11线分别添加D B J-31、D B J-51两个前接点, 信号联通时监测道岔执行状态, 道岔为出现表示马上关闭信号。

3) 在控制室的控制台安置声光报警装置, 将道岔运行情况实时的反映给行车人员。利用D B J吸起接点, 在控制操作台上设置插铺道岔定位提示灯和监控故障报警灯, 并与全站挤岔告警电路相连接, 利用声光报警提示车站有关工作人员注意插铺道岔的运行情况, 防止安全事故的发生。

4) 信号联锁试验程序较为简单, 并与信号的联锁安全规程相符合。手动操作道岔试验4m m, 检测斥离轨开程以及断表示熔断器。有关部门按要求对插铺道岔进行钉闭、加锁处理。因为临时过渡道岔处于不变的状态, 较往常的联锁试验相比, 所需试验的项目更少, 程序方便简单。又由于控制室内道岔运行情况D B J电路由网络检查进行检测, 使插铺道岔归为联锁网络的一部分, 由转辙机以及联锁电路对道岔运行情况进行机械锁闭和监控检查保证其安全运行, 可以说, 当道岔表示正常时, 也就能说明道斥离轨开程以及岔密贴达标, 只有通过该道岔密贴的进路信号后才可以开放, 否则信号处于关闭状态。

对于站场的改造采用以上措施, 较为实用简单, 效果很好。利用D B J接点参与网络线的选路以及对允许信号的处理, 能够对进路信号起到控制的作用, 符合相应的安全标准原则。本方法通过简化标准联锁电路的道岔组合、区段组合以及信号组合的对应相关环节, 使联锁电路简化, 由于此方法需要改配线的次数和数量较少, 施工周期和要点时间均有所减少, 也降低了对运输的干扰。同时进行的联锁试验较少, 确保了信号联锁的安全性, 可以利用原有电缆备用芯线进行改造, 节省资金的投入。

3 结束语

铁路运输量的增大, 使的现有的站型与之不相匹配, 急需改造满足运营能力。本文介绍了改造过程中遇到的某一实际问题, 分析研究了站场改造中根据不同种道岔保证信号联锁安全的最佳处理方法, 但改造是一个复杂的过程, 需要面对的问题也是多种多样的, 这就需要广大的铁路工作人员不断进行深入的探讨和研究, 保质保量节约成本的完成对站场的改造工作。

参考文献

[1]李兴宏.站场改造中信号道岔电路修改与联锁安全[J].黑龙江科技信息, 2007.

[2]喻道升.东莞东站电气化站场改造信号过渡方案探讨[J].铁道建筑技术, 2011.

[3]要文瑞, 苏东铭.既有站场改造信号过渡施工, 开通方案[J].铁道通信信号, 2004.

[4]曾志平, 陈秀方, 余志武, 赵国藩.直逆向过岔列车与桥上道岔耦合振动影响因素分析[J].中南大学学报 (自然科学版) , 2008.

安全联锁改造 第4篇

1 目前化工企业危险工艺现状分析

1.1 化工企业危险工艺现状

众所周知, 化工企业是属于高危险性的行业, 一旦发生泄露, 无论是固体, 液体还是气体, 它对环境的污染以及对人员身体健康的损害是无法估量的。所以, 其生产装置在生产危险化工工艺时就存在着非常大的潜在危险。而加强危险工艺生产环节的日常管理, 辨别什么样的工艺属于危险化工工艺以及深入贯彻落实生产装置的安装与维护, 对于提高化工企业的生产效率提高安全系数等方面有着非常重大而积极的意义。现阶段, 我国的一些化工企业, 已经对具有强放热反应的生产设备已经进行了自动预警设施的安装, 一方面提高了设备的安全系数;另一方面, 参与危险工艺自动化改造工程的管理人员与工程技术人员在改造的过程中, 也发现了我国当前还没有颁布关于生产装置自动化控制的相关标准, 所以在推动技术改造的过程中, 经常会遇到一些技术上存在争议的问题, 因此, 危险工艺改造无论是在范围、具体操作以及技术水平方面都有待加强与完善。

1.2 危险工艺包含的内容

(1) 生产装置。

在生产装置中, 包括有硝化、氯化、氟化、氨化、磺化等用来进行危险工艺的装置, 这些装置都包含一定的危险因素。

(2) 存储装置。

在存储装置中, 装有易燃、易爆物品的储罐以及防止储罐的地区, 或者是容易造成事故的液化气体或者装有剧毒液体的装置都含有危险因素。

1.3 危险工艺具有的特点

(1) 装有高温或者高压气体的装置可能会在某一个限度到达极限时发生爆炸, 尤其是气体的物料, 很容易在容器或者管道内发生爆炸引起安全事故。

(2) 当危险的气体发生泄露时, 会产生对管线的腐蚀, 同时也容易与其他气体混合形成新的危险气体, 如果遇到高温或者明火, 则容易产生爆炸事故。

2 介绍常用的自动控制及安全联锁方式

对高危作业的化工装置最基本的安全要求应当是实行温度、压力、液位超高 (低) 自动报警、联锁停车, 最终实现工艺过程自动化控制。目前, 常用的工艺过程自动化控制及安全联锁主要有以下几点。

(1) 可编程序控制器 (以下简称PLC) 是可是编程逻辑控制器。是从开关控制到顺序控制, 头到尾执行一次后从头到尾开始执行。主要用于化工过程中顺序控制。以前PLC多用在设备控制上, 任务相对简单和小型自动控场所。

(2) DCS集散控制系统是一个由过程和监控级组成的从从通信网络为纽带的多级计算机系统工程, 有控制、 (工程师站) 、操作 (操场作台站) 、现场仪表 (现场测控站) 的三级结构。主要用于大规模的的连续过程控制。DCS则更多用在工厂级的监控管理上系统的规模更大些。

(3) ESD紧急停车系统也称安全仪表系统 (SIS) 、安全停车系统 (SSD) 、安全联锁系统 (SIS) 或安全保护系统 (SPS) 、安全仪表系统。ESD系统设备配置不断更新换代, 由简单到复杂, 由低级到高级。在正常情况下ESD系统是处于静态的, 只有当生产装置出现紧急情况时, 而直接由ESD发出保护联锁信号, 对现场设备进行安全保护, 避免危险扩散造成巨大损失。

(4) 安全仪表系统 (SIS) 是用仪表实现安全功能的系统。

3 自动化控制及安全联锁改造

3.1 进行定量与定性的分析

危险化工企业的生产装置自动控制系统是一个非常复杂、技术含量很高的控制系统, 想要全面对这一系统的工艺特征进行掌握, 必须要以热力学的有关数据以及动力学的相关参数为基础, 进行自动控制方案的设计, 而对于具有强放热的单元部分, 首要掌握的是反应所释放的热量, 同时要在动力学参数不确定的状态下, 参照类似的反应模式, 并且在能量衡算的基础上建立一个相对简化的动力学模型, 再从中找到一个安全系数较高的可操作的区域只有按照这一流程进行操作, 自动控制才具有较高的可信度与较高的可操作性;而对于那些在非正常状态发可能引发爆炸的装置, 我们必须要针对生产过程所具有的潜在危险进行认真分析、总结, 最大限制的找出压力、湿度、温度等比较敏感参数的监督与控制方案。

3.2 对相邻生产单元内部元素状况的整体性分析

当危险工艺采用DCS系统之后, 那么相邻的单元系统应该如何处理?很多化工企业都会面临着这一问题, 在这种情况下, 企业可以通过对生产车间的布局进行整体性的调整, 将危险工艺单元布置在厂房的边缘处, 使其相对集中, 在此基础上, 在与其他单元之间采取隔离措施, 如在与危险工艺单元相邻处布置危险相对较小、操作与观测频率较低的设备, 以此加以缓冲。

3.3 调整安全操作规程和安全管理制度

采用自动控制手段后, 操作人员和管理人员的关注点都发生了变化, 所以, 要对原有的工艺规程、安全规程、管理制度、日常安全检查表、班组安全活动内容等进行修订, 使之适应新的工艺控制要求。

4 自动化控制及安全联锁改造中遇到的问题

(1) 对于规模比较小的企业, 他们的设备往往相对比较陈旧, 经营效益不高, 因此在自动化控制及安全联锁装置的改造和实施进度上发展较为缓慢。

(2) 在针对DCS系统进行改造时, 有的安全连锁控制点仍然存在着不完善的地方需要改进。

(3) 使用SIS系统的部分企业, 在缺乏安全联锁装置和紧急切断处理装置。

(4) 在企业内部, 防止危险物体的存储装置附近, 没有设置相应的检测报警装置, 或者是设置了该装置却没有进行很好的利用, 没有使用阀门进行调整。

5 结语

综上所述, 化工企业的生产中, 存在着各种危险因素, 而自动控制和安全联锁装置的安装和使用, 则能够从很大程度上减少安全事故的发生, 降低事故的发生率, 减少由于安全事故而造成的人员伤亡和经济损失。我们应当注意的是, 在自动控制和安全联锁装置的设计和改造过程中, 只有加强对工艺参数和产品质量等系数的控制, 才能够实现对生产过程的有效控制, 确保生产活动的安全和顺利运行。

参考文献

[1]王继红.化工企业危险工艺自动控制应用[J].科技传播, 2011 (2) .

[2]罗小青.浅谈化工企业危险工艺自动化控制及安全联锁改造[J].化工设计通讯, 2010 (4) .

球磨机联锁保护系统改造 第5篇

关键词：球磨机,联锁保护,控制回路,电气控制,改造

1 现状

我公司两台水泥球磨机分别于2000年和2005年建成投产, 电气系统采用继电保护, 高、低压电气联锁控制。由于主机联锁保护点较多, 设备故障比较频繁, 从而造成联锁保护频繁动作, 其主要表现为:主机设备频繁联锁跳闸, 原有图纸与实际接线不符, 跳闸后故障原因无法明确判断, 严重影响磨机正常生产。

2 联锁保护系统主要组成及保护原理

目前, 我公司两台球磨机联锁设备主要有主电机稀油站、减速机稀油站、磨头稀油站、磨尾稀油站、磨机磨瓦和主机轴瓦温度检测装置等组成。其主要联锁控制原理如下:

(1) 主电机稀油站的主要功能是为主电机轴瓦正常供油, 两台油泵电机, 一台工作一台备用。正常供油压力须大于0.15MPa。低于此设定值, 电接点压力表动作, 磨机联锁保护跳闸。

(2) 减速机稀油站的主要功能是为减速机正常供油, 一台工作一台备用。启动低压工作泵, 检测低压泵出油管油压须大于0.2MPa。低于此设定值, 电接点压力表动作, 磨机联锁保护跳闸。

(3) 磨头稀油站的主要功能是为磨头磨瓦正常供油, 低压泵、高压泵各一用一备。启动低压泵, 检测低压泵出油管油压须大于0.2MPa, 然后启动高压泵, 检测高压泵出油管压力须大于0.4MPa。待磨机运行正常后高压油泵自动停止, 低压泵正常供油, 高低压压力低于此设定值, 电接点压力表动作, 磨机联锁保护跳闸。

(4) 磨尾稀油站的主要功能与磨头稀油站功能相同。

(5) 磨头磨尾磨瓦温度小于57℃, 高于此设定值, 智能仪表报警输出, 磨机联锁保护跳闸。

(6) 主电机前后轴瓦温度小于60℃, 高于此设定值, 智能仪表报警输出, 磨机联锁保护跳闸。

(7) 其它联锁保护主要包括:高压柜无失压、过流、速断报警信号, 刀闸限位开关闭合, 液阻柜液位、液温正常, 允许启动条件满足;进相柜退相接触器吸合正常等。

3 磨机联锁保护跳闸后故障信号无法明确的原因

(1) 原设计控制回路中没有信号延时功能, 瞬时波动就会跳闸。

(2) 原设计控制回路中没有故障信号单独显示功能, 故障信号发生时, 电气回路中没有自锁功能, 无法明确具体的故障点, 故障排除时间延长。

4 改造方案和防范措施

重新设计控制系统图纸, 实现信号单独控制, 及时捕捉故障点, 并能独立显示故障点, 然后有的放矢, 快速排除故障。

(1) 对稀油站压力低、瓦温高报警信号进行控制和捕捉。

在图1中, K9-1至K16-1为现场的仪表温度报警和点接点压力表的上限输出开关量。K9、K10、K15、K16为仪表温度检测输出继电器, K11、K12、K13、K14为压力输出继电器。图2中K1至K8为故障报警继电器, HL1至HL8为报警指示灯, SB1至SB8为报警复位按钮。

以减速机油压为例简述改造方案:采用带指示灯中间继电器, 对压力进行检测, 压力达到0.2 MPa时现场点接点压力表 (K11-1) 开点闭合, 继电器K11线圈得电吸合, 继电器K11开点闭合, 正常工作联锁打通。当压力低或波动时, 继电器K11线圈失电释放, 继电器K3线圈得电吸合并自锁进行压力低故障信号捕捉, 故障指示灯HL3亮。压力温度瞬间波动时, 中间继电器线圈不会断电, 需手动复位。

在跳闸回路加装延时继电器KT, 当压力低于0.2MPa时, 综合报警继电器K17线圈得电吸合, K17开点闭合, 同时延时继电器线圈得电吸合, 延时继电器延时开始, 9s后延时开点闭合, 磨机联锁继电器K线圈得电吸合, 继电器K闭点断开, 磨机主电机联锁保护跳停。通过该部分控制回路改造, 保证了联锁保护信号瞬时波动时, 磨机不会跳闸, 故障信号确实存在时, 延时9s磨机跳闸。

联锁保护控制回路改造如图2所示:

(2) 重新配盘并更换外部控制线路。

废除原有控制系统, 重新设计图纸并配盘, 对控制系统中的死角、无端子号的线路等进行彻底拆除改造, 对使用多年的外部线路进行更换。

(3) 加强设备维护, 定期检查紧固。

定期对液阻柜、进相柜和高压柜电气元件检查更换, 清灰、螺丝紧固。定期对热电阻接线, 点接点压力表触点检查, 防止检测信号误动作。定期对智能仪表、温度压力测控元件进行校验、整定或补偿调整, 定期检查保护接地系统, 防止信号干扰。

5 改造后的效果

安全联锁改造 第6篇

1烧嘴冷却水泵回路及联锁简介

1.1烧嘴冷却水系统

公司设有P1201A/B 2台烧嘴冷却水泵, 型号TSP100-150-340L, 流量144 m3/h, 扬程280m;电机型号YB315L-2, 功率185kW, 转速2 970r/min。由烧嘴冷却水泵加压, 冷却水经烧嘴冷却水换热器冷却后送入4个工艺烧嘴的冷却水盘管内, 最后采用低进高出的形式进入烧嘴头部的水夹套对其进行强制冷却, 从而达到保护烧嘴的目的。P1204事故烧嘴冷却水泵1台, 型号TSP50-100-340L, 流量72m3/h, 扬程280m;电机型号YB315M-2, 功率132kW, 转速2 970r/min;在2台烧嘴冷却水泵出现故障时使用。

目前, 公司共有3台1500t/d气化炉, 每台气化炉采用四喷嘴对置式设置, 正常生产状况为2台气化炉105%负荷运行、1台气化炉备用, 日产精甲醇2 200t左右;1台烧嘴冷却水泵按300A左右负荷运行, 满足2台气化炉8个烧嘴的冷却水用量, 另一台烧嘴冷却水泵为备自投状态。

1.2烧嘴冷却水泵回路配置

2台烧嘴冷却水泵回路电气设备配置相同, 每台设备一次回路的配置为1台SG1-1000A低压隔离开关、1台SM40R-630/32082开关、1台400A低压空气开关、2台SC1-500A接触器、1台QB52-200型软启动器。所有主要器件均为国产电气产品。分别由气化303低压变电所的Ⅲ、Ⅳ段3AA14、4AA16低压配电柜供电。

1.3事故烧嘴冷却水泵回路配置

设备一次回路的配置为1台SG1-1000A低压隔离开关、1台SM40R-400/32082开关、1台315A低压空气开关、2台SC1-400A接触器、1台QB52-200型软启动器。所有主要器件均为国产电气产品。由气化303低压变电所的零段0AA2低压配电柜供电, 而零段的电源一路来自303低压变电所的Ⅱ段2AA6低压配电柜, 另一路来自EPS应急电源。

1.4联锁设置

1.4.1电气联锁

2台烧嘴冷却水泵互为备用。A泵作为主泵时, A泵的控制开关打至“手动位置”, B泵为备用泵, 控制开关打至“自动位置”;A泵运行, 保证2台气化炉8个烧嘴冷却水的供水压力。当A泵的供水压力低于1.6MPa (G) 时, B泵自动启动, 保证供水压力。当供水压力高于3MPa (G) 时, B泵自动停运。

B泵作为主泵时, B泵的控制开关打至“手动位置”, A泵为备泵, 控制开关打至“自动位置”;B泵运行, 保证2台气化炉8个烧嘴冷却水的供水压力。当B泵的供水压力低于1.6MPa (G) 时, A泵自动启动, 保证供水压力。当供水压力高于3MPa (G) 时, A泵自动停运。

事故烧嘴冷却水泵作为紧急备用, 无论2台烧嘴冷却水泵处于何种状态, 只要供水压力低于1.4MPa (G) 时, 事故烧嘴冷却水泵就会自动启动, 保证供水压力, 为烧嘴冷却水泵维修或事故处理提供支持;当供水压力高于1.4MPa (G) 时, 事故烧嘴冷却水泵自动停运。

1.4.2工艺联锁

原设计的烧嘴冷却水联锁是, 烧嘴入口冷却水流量LL, 烧嘴入口冷却水压力HH, 烧嘴出口冷却水温度HH三选二联锁。其联锁值为, 烧嘴入口冷却水流量LL6m3/h, 烧嘴入口冷却水压力HH≥3.2MPa (G) , 烧嘴出口冷却水温度HH≥60℃。当烧嘴被烧穿或破裂时, 由于冷却水的压力低于气化炉的操作压力, 因而工艺气进入冷却水管线, 而由于烧嘴冷却水进口有止逆阀, 则烧嘴冷却水入口压力会增高, 而入口流量会降低;而由于出口的冷却水分离罐是常压的, 因而工艺气就会沿出口管线进入烧嘴冷却水分离罐, 此时烧嘴出口冷却水温度就会升高, 由此便可判断烧嘴是否损坏。为防止某一个仪表失真造成误跳车, 要求上述三个联锁条件中必须有两个条件满足时烧嘴才会联锁动作, 即该烧嘴进出口阀联锁关闭, 气化炉对应一对烧嘴跳车。

2运行状况及问题分析

2.1前期运行状况

开车初期, 德士古气化系统停车次数较多, 除了水煤浆质量、炉体压力、氧气流量、煤质等方面的原因, 烧嘴冷却水系统也暴露出许多问题。

2010年3月15日和6月10日, 两次烧嘴烧穿事故中发现烧嘴入口冷却水流量LL6m3/h、烧嘴入口冷却水压力HH≥3.2MPa (G) 、烧嘴出口冷却水温度HH≥60℃。三个参数反应较慢, 烧嘴烧穿了, 仍未能促发跳车联锁, 从而造成合成气大量外泄事故, 最后导致气化系统停车。

2010年3月, 因事故烧嘴冷却水泵的应急电源EPS装置多次故障, 厂家更换整流器、回路母线、蓄电池后组织带负荷试车, 第一次, 带事故烧嘴冷却水泵运行不到15min, 自动停止;第二次, 带事故烧嘴冷却水泵启动两次, EPS变压器打火, 停止试验;第三次, 厂家再次整改后, 通过外接电缆直接用EPS带132kW电机, 事故烧嘴冷却水泵仍运行不足20min EPS便停止输出, 终止试验。事故烧嘴冷却水泵的启动失败, 验证了公司配置的EPS应急电源不能满足事故负荷的正常使用, 同时也暴露出烧嘴冷却水泵的电气控制不能满足应急要求。

2011年3月5日, 原运行烧嘴冷却水泵超电流跳车后, 因送至备用泵启动回路的供水压力低信号故障, 备用泵未能及时启动, 造成气化系统联锁跳车。

2011年7月16日和2012年12月5日, 运行中的A#烧嘴冷却水电机突然断电, 备用泵启动。对气化配电室A#烧嘴冷却水泵电气回路检查, 发现两次故障原因相同, 烧嘴冷却水回路的空气开关脱扣。联系工艺人员, 将烧嘴冷却水泵联锁解除, 使B#烧嘴冷却水泵在手动状态下单独运行, A#烧嘴冷却水泵回路停车检测无异常, 怀疑空气开关误动作所致。开关恢复送电, 投上联锁, 将A#烧嘴冷却水泵作为备用泵使用。

2012年12月7日和12月25日, 原运行烧嘴冷却水泵晃电接触器释放跳车后, 备用泵虽及时自启动, 但由于备用泵启动时间长, 入口冷却水流量LL造成多个烧嘴误跳车。

2.2问题分析

2013年1月18日, 公司组织机械、设备、电气、仪表、工艺等相关技术人员, 成立烧嘴冷却水系统问题攻关小组, 对气化系统从送电调试、开车到高负荷生产过程中烧嘴冷却水系统出现的异常现象及跳车故障进行汇总, 经分析讨论, 主要存在以下方面的不足及问题。

2.2.1三选二联锁存在的缺陷

在历次烧嘴烧穿事故中, 烧嘴冷却水出口流量反应十分灵敏。经讨论, 烧嘴冷却水进出口流量差低低这一指标具有很强的实用性, 在原有三选二联锁的基础上增加这个联锁可弥补原三选二联锁的不足。此四选二联锁为, 烧嘴入口冷却水流量LL6m3/h, 烧嘴入口冷却水压力HH≥3.2MPa (G) , 烧嘴出口冷却水温度HH≥60℃, 烧嘴进出口冷却水流量差LL6m3/h。并增设一选一联锁, 进出口冷却水流量差HH≥6m3/h。烧嘴冷却水进出口流量差低低联锁-6m3/h, 当事故状态下烧嘴烧穿水煤气漏入烧嘴冷却水回水管线, 造成烧嘴冷却水出口流量增大, 此时由于烧嘴冷却水管线压力升高, 进口流量降低, 因此烧嘴进出口流量差就增大了, 从而判断烧嘴已损坏。这个值是个负值, 并且随烧嘴泄漏量的增大而减小;进出口流量差高高联锁≥6m3/h, 由于烧嘴安装和拆卸时、气化炉投料升压初期及气化炉停车泄压后期, 系统压力会低于烧嘴冷却水压力, 倘若在安装和拆卸烧嘴过程中弄坏了盘管或在气化炉投料过程中烧嘴损坏, 烧嘴冷却水便会进入气化炉, 大量汽化, 气化炉炉膛温度骤降, 不仅造成一炉的耐火砖损坏, 还有可能造成爆炸事故。当气化炉压力大于烧嘴冷却水压力后, 将一选一联锁切除, 采用四选二联锁, 烧嘴入口冷却水流量LL6m3/h、烧嘴入口冷却水压力HH≥3.2MPa (G) 、烧嘴出口冷却水温度HH≥60℃、烧嘴进出口冷却水流量差LL6m3/h。如此一来, 既可以弥补原设计烧嘴冷却水联锁反应慢的不足, 又可以囊括烧嘴安装前及投料初期、跳车泄压后期烧嘴冷却水压力反高于气化炉压力时特殊联锁的设置, 兼顾检测仪表的灵敏性和准确性, 确保安全联锁系统可靠好用。

2.2.2烧嘴冷却水泵备用问题

2台烧嘴冷却水泵一主一辅, 互为备用的联锁中, 仅在供水压力低于1.6MPa (G) 时, 备用泵才能自动启动, 而一旦此压力信号未能及时反映或为虚假信号, 备用泵就不能及时启动。如果将2台烧嘴冷却水泵的回路接触器运行节点接入互为备用的自启动回路中, 就能使运行泵故障跳闸时, 无论压力低信号是否给出, 运行泵接触器的常闭节点就能保证备用泵可靠启动。因为此时无论冷却水压力低信号是否反映正确, 运行泵跳闸停止工作, 冷却水压力低只是时间问题, 备用泵必须启动工作。只有这样, 才能确保只要烧嘴冷却水泵现场控制开关操作在正确位置, 就始终有1台烧嘴冷却水泵保持正常工作。

另外, 只要烧嘴冷却水系统正常投入的情况下, 2台烧嘴冷却水泵无论何种原因同时处于停止状态时, 即2台泵回路的接触器全部释放, 就要给出让事故烧嘴冷却水泵启动运行的信号指令。保障在2台烧嘴冷却水泵同时出现故障的状态下, 由事故烧嘴冷却水泵工作, 为正常供水泵修复和烧嘴应急处理提供保障。

2.2.3 EPS电源形同虚设

从气化应急电源EPS的调试情况来看, 现配置的EPS电源不能满足事故烧嘴冷却水泵启动、正常工作的需求。一旦气化变电所事故断电, EPS电源就起不到应有的作用, 事故烧嘴冷却水泵因启动不了而形同虚设。因此, 必须重新考虑气化系统应急电源的配置问题。

2.2.4电气回路配置方面的问题

在电气回路配置方面, 2台烧嘴冷却水泵及1台事故烧嘴冷却水泵回路所用的电气设备均为国产电气装置。气化变电所设置在气化磨机厂房框架内, 3台TDMK1500-30、1 500 kW棒磨机工作时的振动时常波及到变电所配电装置, 磨机厂房的粉尘也对变电所的配电装置、电气元器件有所侵蚀;加上长期高负荷运行和电气产品性能的下降, 出现电器元件发热、设备回路误动的问题, 渐渐不能满足烧嘴冷却水泵长期满负荷可靠运行的需要。

2.2.5烧嘴冷却水泵启动方式存在问题

2台185kW烧嘴冷却水泵和1台132kW事故烧嘴冷却水泵采用的启动方式均为软启动器启动, 软启动器型号为QB52-200系列。这种利用可控硅的移相调压原理来实现电机的降压启动方式, 在前期的生产运行过程中暴露出以下问题:一是一次回路既有主接触器, 又有旁路接触器, 控制线路接点较多, 从事过电气维护的人员都知道, 很多故障都是电气元件的触点和连线接点接触不良引起的, 在工作环境恶劣 (如粉尘重、潮湿、振动大、散热不良) 的地方, 这类故障更容易形成, 检查起来却颇费时间;二是这种启动方式在正常开车首次启动时, 对烧嘴冷却水系统没有影响, 且能够因启动电流小、启动速度平稳可靠、对电网冲击小而有益于电力系统及电气设备的稳定运行, 但是对于互为备用的双泵系统, 一旦主泵故障, 备用泵就要瞬时启动的烧嘴冷却水泵来说, 启动环节复杂、启动时间长 (软启动器的启动时间设置为15s, 不含旁路切换时间) 的劣势就明显暴露出来, 从历次烧嘴冷却水系统故障来看, 曾经有三次主泵故障时, 备用泵虽然及时自启动, 但都因自启动时间过长, 烧嘴冷却水的供水压力没能及时提起来, 低于联锁动作值而导致一对烧嘴退出运行或气化炉停炉的现象, 影响了系统的稳定运行。

烧嘴冷却水泵启动之初, 由于水管中设有止回阀, 静压与静摩擦不同时起作用, 启动阻转矩较小, 一般为额定值的30%, 属于轻载启动。而Y系列笼型感应电机全压启动时的电磁转矩, 均大于额定转矩。采用全压启动时, 其启动转矩远大于烧嘴冷却水泵的阻转矩, 启动较快;烧嘴冷却水泵正常情况下一旦启动, 就至少平稳运行720h以上 (本系统正常状况下每一个月烧嘴冷却水泵切换一次) 。不频繁启动操作, 对电机使用寿命影响不大;303气化变电所容量足够大, 电机直接启动, 不会对系统电压造成影响;直接启动具有操作控制方便、维护简单、启动环节少、启动时间短等特点。针对烧嘴冷却水泵既要可靠启动, 又要在备自投状况下迅速启动的要求, 现有电网容量和负载两方面都允许电机全压直接启动, 完全可以采用全压直接启动方式。

事故烧嘴冷却水泵电机的电源, 正常时来自303变电所供电系统, 可满足电机全压直接启动, 但公司电力系统故障断电情况下, 目前的事故电源EPS不能满足事故烧嘴冷却水泵启动要求, 即使重新配置独立事故电源, 容量也满足不了132kW事故烧嘴冷却水泵电机全压直接启动。而变频启动方式改变了异步电机的同步转速, 保持了电机的硬机械特性, 与其他启动方式相比, 启动电流小而启动转矩大, 对设备无冲击力矩, 对电网无冲击电流, 既不影响其他设备的运行, 又有最理想的启动特性。变频器设备虽然较接触器复杂一些, 但相对于软启动回路的配置, 还是简单一些, 即使价格昂贵些, 应用在气化系统中事故烧嘴冷却水泵如此重要的设备上还是值得的。

3烧嘴系统优化、改造方案

3.1优化烧嘴冷却水工艺联锁系统

经过分析讨论, 将烧嘴冷却水工艺联锁系统进行优化, 由工艺技术人员给出所优化联锁的定值并经专业领导审核通过, 仪表人员按工艺要求在DCS上设定并重新组态, 将原设计的烧嘴冷却水三选二联锁[其联锁值为:烧嘴入口冷却水流量LL6m3/h, 烧嘴入口冷却水压力HH≥3.2MPa (G) , 烧嘴出口冷却水温度HH≥60℃]优化为四选二联锁[其联锁值为:烧嘴入口冷却水流量LL6m3/h, 烧嘴入口冷却水压力HH≥3.2MPa (G) , 烧嘴出口冷却水温度HH≥60℃, 进出口冷却水流量差HH≥6m3/h], 自启动压力由1.6MPa提高至2MPa。

3.2增设应急柴油发电机组

为事故烧嘴冷却水泵提供电源的EPS, 经与厂家多次进行改善、试验, 均不能满足事故烧嘴冷却水泵正常启动的要求。经进一步考察, 将原EPS电源装置全部废弃, 增设1台功率500kW、电压400V、HLGF-500型柴油发电机组以及400V电源切换柜1面、400V电源馈出线柜1面、控制屏1套的独立事故电源。柴油发电机在制造厂做出厂试验, 合格后机组成套供货。柴油发电机组作为303变电所0段母线的备用应急电源, 是保证0段母线市电失电后向其保安供电的事故烧嘴冷却水泵以及磨机油站、空压机事故油泵、合成甲醇压缩机事故油泵的供电。当市电失电后, 进入开机延时, LCD屏幕显示开机延时倒计时, 预热延时结束后, 燃油继电器输出1s, 然后启动继电器输出, 柴油发电机组启动成功, 则进入安全运行时间, 经过开机怠速延时, 当高速暖机结束后正常发电。发电机组正常运行中若市电恢复正常, 则进入市电电压正常延时, 确认市电正常后, 进入停机延时, 停机延时结束后开始高速散热延时, 且发电合闸继电器断开, 经过开关转换延时后, 市电合闸继电器输出, 市电带载, 由发电侧转到市电侧供电。

3.3事故烧嘴冷却水泵改为变频调控

鉴于独立事故电源的改造, 事故烧嘴冷却水泵的电气回路配置明显满足不了快速启动的要求。将303变电所原配电柜内1台SM40R-400/32082 315A低压空气开关、2台SC1-400A接触器、1台QB52-200型软启动器拆掉;空气开关增容改造为ABB T6S630MA630/3150-6300400A开关, 增设ACS800-04-0210-3+P901型变频器1台, 即将原来的软启动形式改为变频器控制, 这样既减少了启动环节, 又限制了启动电流, 解决了事故烧嘴冷却水泵自启动时电源容量不足而引起电源电压波动的问题。

3.4烧嘴冷却水泵改为全电压直接启动

2台烧嘴冷却水泵的改造在原配电柜内实施, 两回路内的SM40R-630/32082、400A型低压空气开关2台、SC1-500A型接触器4台、QB52-200型软启动器2台全部拆掉;空气开关增容改造为ABB T6S630MA630/3150-6300630A开关, 接触器增容改造为ABB AF580-30-11 800A型。据新型开关、接触器的安装要求, 调整配电柜固定支架, 制作开关至刀闸、接触器至开关、接触器至电机综合保护器的分支母排, 调整安装烧嘴冷却水泵一次回路的电流互感器、电机综合保护器、分支母排、电缆等元器件、设备。电气控制方式由软启动方式改为全电压直接启动方式。改造后, 配电柜内电器配置更加简洁明了, 增大了电器元器件之间的安装检修空间, 改善了配电柜内的冷却条件, 从硬件质量及配置上大大提高了电气设备的运行可靠性。

3.5 DCS组态优化烧嘴冷却水泵运行状态

2台烧嘴冷却水泵和1台事故烧嘴冷却水泵的操作控制仍保持现场和控制室两地控制的操作模式;保证2台烧嘴冷却水泵互为主泵、互为备用泵的应用模式;保证3台水泵既能手动单独开停, 又能投入到自启动状态的控制模式。利用原控制和信号电缆, 将以上回路的控制节点, 所需的常开、常闭辅助接点, 运行、停止信号, 电流、转速等模拟量信号均送至中控室机柜间, 由仪表人员重新组态。2台烧嘴冷却水泵除按原设计满足供水压力低互为备用的前提下, 将2台泵回路的接触器常闭接点通过DCS组态, 分别并入到供水压力低备用泵自启动联锁回路中。将原设计备用状态下自启动联锁改为二选一控制方式, 即无论哪台烧嘴冷却水泵处在自动状态下, 不管是供水压力低, 还是主泵停止工作, 备用泵都能及时启动。另外, 将2台烧嘴冷却水泵回路的接触器常闭接点, 通过DCS组态, 串联后并入到供水压力低事故烧嘴自启动联锁回路, 即在烧嘴正常工作情况下, 2台烧嘴冷却水泵只要均处于停车状态, 事故烧嘴冷却水泵就及时启动, 临时保障烧嘴的运行并告知工艺对2台烧嘴冷却水泵回路进行检查、处理。

4结语

气化烧嘴冷却水系统以上各个环节的调整和改造完成后, 由生产调度室牵头, 气化工艺人员为主, 仪表、电气、机械专业人员为辅进行全面调试和试车, 通过验证, 系统中各环节的优化和改造达到了预期目的。烧嘴冷却水泵回路的主要一次设备升级后动作可靠;自启动压力由1.6MPa提高至2MPa;脉冲宽度由2s变为20s;烧嘴冷却水泵启动方式由软启动改为全电压直接启动, 启动时间由15s缩短为4s;事故电源由500kW柴油发电机替代;事故烧嘴冷却水泵改造为变频启动控制。近一年的生产实践表明, 优化改造效果显著, 没有因为烧嘴冷却水方面的问题导致气化炉烧嘴损坏或造成停车事故, 确保了气化炉的长周期稳定运行。

德士古水煤浆加压气化工艺在国内的应用已进入成熟稳定期, 但保障烧嘴长时间稳定运行, 提高气化系统的运行周期, 成为该工艺所面临的最大问题。事故越少效益才会越大, 在市场竞争剧烈的今天, 相信通过经验的积累和不懈地努力, 不断完善烧嘴冷却水系统及气化系统, 相互交流, 大家才能少走弯路, 使煤气化行业更好更快发展。

参考文献

[1]贺永德主编.现代煤化工技术手册[M].北京:化学工业出版社, 2004:531~571.

[2]黄晔, 张超.烧嘴冷却水系统存在问题及解决办法[J].煤化工, 2008, 36 (1) :33~34.

[3]新能凤凰滕州能源有限公司.四喷嘴水煤浆气化工艺设计软件包[Z].2008.

安全联锁改造 第7篇

由于新建铁路合肥至蚌埠客运专线蚌埠站6502改微机联锁, 引起运转室搬迁工程, 根据要求, 蚌埠站既有信号楼2楼运转室主值班、副值班、南信号、北信号数调前台搬至3楼, 2楼运转室站调、货调搬至3楼车号室内;2楼运转室无线列调系统搬至1楼既有通信机械室;给信号专业提供2个2M的CTC通道及微机监测通道。

二、本次信号改造涉及到既有通信设备情况

数字调度系统:佳讯FH98前端操作台6台 (键控式操作台, 6台40键, 相应的无源盒) , 每个前端操作台都需配有相应的应急电话, 语音录音仪利旧 (位于既有通信机械室, 重新布放天馈线, 无线控制盒等设备) 。无线列调系统:既有TGZ450A-II南京泰通产近端机、TW-43型车站电台 (控制盒12芯电缆) 、调度命令转接器WZJZ (上海通信工厂生产) 、控制盒、车次号解码器、DMIS数据接收解码器。

三、设计方案

3.1通信线路

一楼通信机械室至三楼新运转室内需敷设6根10对电缆至新设的操作前台, 6根21.5m㎡电源线至前台接线柜。

1根100对电缆到分线盒, 接应急电话、自动电话。12芯电缆接无线控制盒。2跟7芯屏蔽线接车次号及调度命令设备。1根馈线接车站电台, 1根馈线接车次号。

3.2信号TDCS、微机监测等通道

TDCS:2M线, 分别接曹老集DMIS (1、2线) , 曹山DMIS (3、4线) , 沪蚌DMIS迂回 (5、6线) , 姜桥TDCS (7、8线) 。微机监测:2M线, 分别接曹老集微机监测 (1、2线) , 下行微机 (3、4线) , 微监迂回 (5、6线) , 以上线对接的DDF端子板见下表。

3.3通信设备

在搬迁到三楼运转室内新设6台操作前台 (佳讯飞鸿40键) 。新设6部应急电话、2部自动电话 (可根据运转室工作人员的需求增减) 。迁移既有二楼运转室录音监控设备至三楼运转室。在一楼通信机械室新设车站电台、近端机、车次号及调度命令设备, 对二楼运转室既有以上设备进行倒换连接。新设远端机光模块。新设5个 (长35cm, 高75cm, 宽40cm, 可根据现场情况进行调整) 线缆机柜, 其中4个机柜摆放于三楼新设运转室, 摆放方式按既有二楼运转室摆放方式。1个摆放在车号室。

3.4设计方案系统图

四、实施准备方案

1、敷设三楼至一楼通信机械室设备线缆, 缆型如下:数字调度系统:从一楼通信机械室至三楼运转室敷设4根1020.5电缆、车号室2根1020.5电缆、1根10020.5电缆。2、无线列调系统:从一楼通信机械室至三楼运转室敷设1根12芯电缆、从既有信号楼顶铁塔敷设2根1/2馈线至通信机械室, 各安装1副天线。从一楼通信机械室至三楼信号机械室敷设2根7芯屏蔽线 (通信侧RS232口, 信号侧直接卡线) 3、信号通道:从通信机房布放8芯2M线2根 (8*2M) 至DDF架上。

注:本DDF盘面端子表中粗黑字为本次三楼新信号机械室内信号业务使用端口。

五、过渡接入实施步骤

1、一楼通信机械室至三楼运转室线缆敷设。根据既有线施工程序做好施工前的安全防护、施工工具、人员的安排准备工作及申请作业点的登记, 向车站确认作业点, 允许进入施工后, 安排人员开始敷设;

2、设备调试。缆线敷设到位之后, 数调系统前台在通信段配合下与网管联系进行复接调试。

3、无线列调系统利用天窗点进行调试及试呼叫业务。

六、结束语

蚌埠站作为京沪线上的一个重要节点, 信号专业的改造, 涉及面广, 实施难度大, 通信系统的顺利实施, 保障了信号的通道需求及通信本身业务的需求, 有力的保证了蚌埠站的顺利实施。

参考文献

[1]铁道部通信信号总公司.铁路工程施工技术手册通信.北京:中国铁道出版社, 2003.

[2]铁道部运输局.铁路列车调度指挥系统 (TDCS) [M].北京:中国铁道出版社, 2006.

[3]铁科技[2007]61号《铁路200~250既有线技术管理暂行办法》.中华人民共和国铁道部.2007.

安全联锁改造 第8篇

2016年1月,操作工发现11#机曲轴箱冒烟,紧急停车。工艺处理完成后,发现现场压缩机控制机柜的触摸屏黑屏,辅助操作台上两台润滑油运行的指示灯已灭,通知电仪检查。经电仪检查恢复供电后,发现触摸屏从15时06分至15时53分之间无任何数据记录,说明PLC在15时06分已经断电。事后经联锁试验及与压缩机控制柜的厂家确认,PLC在失电情况下辅助回路(油泵、注油泵)跳车,但压缩机不跳车。

联锁失去作用,而压缩机主机继续在断润滑油的情况下连续运行47分钟,从而造成主机机身、曲轴、连杆瓦、十字头等部件不同程度损伤。

1 仪表联锁作用

仪表联锁保护,就是当生产过程中某些工艺变量或设备运行状态发生异常并接近危险值时,安全联锁保护系统动作,按照预先设计好的逻辑关系启动备用或自动停车,以实现保护设备的目的[1,2]。

本次事故发生,就是仪表联锁功能实效或不到位造成的。

1.1 问题客观发生原因

一是压缩机控制的PLC机柜厂家原始程序设计存在缺陷[3]。在PLC断电时,所有辅机跳车。最关键的设备,即给压缩机供油回路的润滑油泵跳车,L12掉线(如图1所示);24V5无24V输出,那么KA4或KA5无法带电,因其常开接点不闭合,接触器KM4或KM5无法吸油(如图2所示),故油泵的主回路失电跳车(如图3所示)[4]。

油压低到甚至严重缺油的情况,压缩机还连续运行,而不跳车,从而造成事故发生。

二是现场设备振动大,从而PLC的进线柜电源松动,从而PLC失去电压。

1.2 问题主观发生原因

(1)电仪二车间未抓住压缩机停车检修时机,安排紧固端子螺丝;属于车间管理缺陷。

(2)尿素一车间当班操作工巡检不到位,未及时发现和处置问题。属于车间管理缺陷。损坏部位及经济价值:机身、曲轴、十字头、主瓦等约170万元。影响尿素产量约19吨,给企业带来经济损失。

2 联锁保护功能及技术要求

2.1 联锁保护功能

联锁保护功能是当机组在启停和运行过程中发生危机及设备和人身安全故障时,自动采取保护或联锁措施,防止事故产生和避免事故扩大,从而保证机组的正常启停和安全运行[5]。它是通过对设备工作状态和机组运行参数的严密监视,在发生异常情况时,及时发出报警信号,并及时启动备用设备。一致达到“应该跳车的情况下及时跳车,不该跳车情况下不能跳车”的双重作用。充分达到既要保护设备的目的,又要节约生产费用的要求。11#机就是在润滑油压低于0.3 MPa时,备用油泵自动启动及时补充油压,从而能及时避免压缩机因油压低而误跳车的事故。

1 1#压缩机组联锁汇总:1#主轴承温度大于65℃,机组2#主轴承温度大于65℃,机组3#主轴承温度大于65℃机组,4#主轴承温度大于65℃机组,5#主轴承温度大于6 5℃,机组6#主轴承温度大于65℃,机组7#主轴承温度大于65℃,主电机前轴承温度大于300℃,主电机后轴承温度大于300℃,这9个温度任一个温度大于65℃主电机跳车(如图4所示)。

2.2 五级排气压力

五级排气压力大于25 MPa,润滑油压力小于0.2MPa,冷却水供水压力小于0.2 MPa,一级进气压力小于6 k Pa,四个工艺条件任一个满足条件联锁动作,主电机跳车(如图5所示)。

3 压缩机润滑油泵控制及联锁回路改造

3.1 PLC控制系统改造

11#压缩机原2台润滑油泵控制过程为PLC控制,且两台泵互为备用,在压缩机启动前手动打联动情况下,油压≤0.3 MPa时未运行的油泵启动,油压≥0.45 MPa时先启动的油泵停止,压缩机停止5分钟后,运行的油泵自动停止。因考虑到润滑油压在工艺联锁的位置至关重要,工艺提出,为了确保油压的持续供应。故提出让1#油泵手动控制,无故障时持续运行,不受PLC的控制,由人为判断具体停泵的时间。具体实现过程:拆除PLC硬接线DI通道输入“1#油泵手动启动按钮I124.5”硬接线,短接停止按钮输入I124.6(如图6所示),短接Y14与56号线即就是1#油泵的DO输出接点Q124.3(如图7所示)。原设计的PLC的原程序无需改动。这样修改后,1#油泵控制过程为人为“手动”控制;具体操作过程:

(1)1#油泵是主油泵,2#油泵是辅助油泵。开压缩机时先启动1#油泵,将辅助操作台的按钮打到“联动”情况下,油压≤0.3 MPa时2#油泵启动;油压≥0.45 MPa时,2#油泵停止。

(2)压缩机停止运行后,1#油泵人为判断停泵时间。

3.2 压缩机电气回路分析与改造

读者往往会提出这样的疑问:油压低了,压缩机不就跳车了吗?这个问题提的好啊!笔者开始也有此疑问,那么我们就来分析电气原理图。跳压缩机的继电器是KA11(如图7所示),原设计是常开接点(如图8所示),即压缩机正常运行的情况下,KA11是闲置的,就像人们俗话说的,那就是一个“摆设”。只有在跳车条件满足时,Q125.2带电接点闭合,24V送出后(如图7所示),KA11才活跃起来,其线圈带电常开接点闭合,跳车回路接通,压缩机跳车。但是在L12掉线或接线不牢固的情况下,二次控制回路失电(如图1所示),压缩机的跳车继电器KA11无法带电,从而其继电器的接点无法闭合,故压缩机不跳车。这就暴露出了严重的设计缺陷。为此,必须要进行整改。

其一,修改PLC原跳车回路程序(如图9所示),使PLC跳车回路输出线圈在压缩机正常运行时,PLC程序跳车回路Q125.2输出线圈常带电(如图10所示),电气回路跳车继电器KA11线圈常带电。其二,KA11的的常开接点改为常闭接点(如图8所示),当有任一跳车条件满足或PLC失电情况下,PLC跳车回路输出线圈失电,电气回路跳车继电器同时失电,常闭接点保持原状闭合,故压缩机主电机跳车。

4 联锁回路测试及压缩机开车

修改完成后,压缩机控制回路静态测试,模拟开车条件。首先PLC带电,触幕屏带电,观察触幕屏显示,所有温度均正常,没有任何报警。首先在PLC柜将盘车信号短接,用仪表信号发生仪“胜利VICTOR 79”进行信号调试,油压信号用VICTOR 79OUT档给定电流12 m A;触幕屏显示0.5 MPa,油压正常;用另一个VICTOR 79 OUT给定电流12 m A,触幕屏显示0.5 MPa,水压正常;PLC盘后KA11线圈吸合,常闭接点断开。逐渐调小电流输出档信号从12 m A降到7.2 m A时,触幕屏显示值为0.2 m A时,KA11线圈失电,常闭复位,静态测试完成。其次进行动态测试:1#油泵手动开启油压升起,水压升起,手动盘车到位,触幕屏无任何报警,与压缩机连接的主电机动力控制线拆除,电气盘KA11吸合;测试动作开始,油泵停止,油压降低到0 MPa,KA11线圈失电,常闭接点复位,跳车回路接通,压缩机跳车,总变回路报警,显示工艺联锁跳车。联锁回路修改成功,动态测试成功。

5 结束语

经过技术改造,自2016年4月11#压缩机正常投运以来,润滑油泵运行正常,压缩机运行正常。

参考文献

[1]张瑞妍,何龙,高国平.PLC在压缩机联锁保护系统中的应用[J].压缩机技术,2008(5):44-46.

[2]李军,常安勇,郭金全.CNG压缩机组中PLC联锁保护应用浅析[J].电子技术与软件工程,2014(19):242.

[3]王森,晁禹,艾红.仪表工试题集:控制仪表分册[M].北京:化学工业出版社,2010.

[4]乐嘉谦.仪表工手册:第2版[M].北京:化学工业出版社,2010.