空压机防喘振阀频繁打开故障分析及处理

工业技术I■ChinascienceandTechnologyReview空压机防喘振阀频繁打开故障分析及处理张立李素平(安阳钢铁股份有限公司制氧厂，河南安阳殷都区梅园庄)[摘要]XX制氧厂23500Nm3／h空分设备配套的空压机防喘振阀，在短短3个月的时间里多次非正常打开，严重影响了设备的稳定运行。经过对故障现象进行分析，发现防喘振阀频繁打开的故障源。并进行了处理，同时对控制系统进行了完善，增加了报警功能，使此类故障发生时能够迅速查出出现问题的部位。[关键词]防喘振阀故障空压机轻载中图分类号：TM121．1．3文献标识码：B文章编号：1009-914X(2015)25—0056—01前言空分设备由空压机、空冷系统、分子筛纯化系统、热交换系统、精馏系统、膨胀机、氧压机、氮压机、液体储槽等组成。其中空压机为流程的源头，如果它出现故障，则影响到整个流程的生产。空压机设有防喘振控制系统。防喘振控制系统的主要作用是在空压机出现危险状况，比如超压、喘振等情况发生时，能够快速的打开阀门，保证机组的安全。正常情况下防喘振阀与入口导叶配合依据设定值调节机组出口压力，保证流程调整压力需求。如果防喘振系统出现故障，轻则无法保证流程的稳定，重则造成设备轻载或故障停车，严重影响公司氧氮氩用气需求。1存在问题XX制氧厂23500Nm3／h空分设备配套国外某公司生产的RIK90-4型空压机。它的DCS使用的是美国FOXBORO公司的I／ASeries控制系统。空压机防喘振阀在3个月中多次非正常打开，其中两次造成空压机轻载，其后续设备停车，三次突然开大，使空压机出口压力突然降低，严重影响了流程的稳定。对比参数曲线以及报警历史发现：轻载时空压机防喘振阀突然全开，同时空压机导叶立即开大，入口流量也紧随变大，出口压力减小。同时报警记录里先有空冷塔出口压力PIAS1102压力低报警，18s后才有了PIAS1102压力低低报警。波动时空冷塔出口压力PIASI102低报警，防喘振阀FV1001开度达30％左右，后又自动关闭。查出造成防喘振阀突然打开的原因成为解决问题的关键。2故障原因分析2．1控制回路故障引起防喘振阀动作2．1．1干扰造成传输信号变化信号电缆周围有动力电缆或大型用电设备等均会对传输信号造成干扰，影响控制系统的稳定性。对周围环境进行检查，未发现干扰源。2．1．2气路故障引起输出压力变化执行机构的动力来自气源压力，气源压力变化会影响到执行机构推力的大掌＼丑妞图1空压机轻载逻辑图0369l21518212427时间／S图2突变趋势图56l科技博览小。查供气气源压力曲线未变化；减压阀没有漏气或堵塞现象，输出压力稳定；三位两通电磁阀切换正常，无泄漏或堵塞现象，阀门定位器输出压力稳定；快速放气阀动作灵敏，无漏气现象，阀头膜片无漏气现象气路正常。2．1．3电路故障引起输出信号变化阀门动作传输信号是电信号，电路故障会导致阀门接收故障信号而动作。查信号传输导线无老化或损坏现象，接线端子无松动现象信号转换卡件无异常；电磁阀线圈正常；阀门定位器自检正常。电路正常。2．1．4防喘振阀本体故障引起执行机构动作异常微机中改变防喘振阀电磁阀带电条件，使电磁阀带电，把调节器打手动，分别给执行机构一100％之间的几个动作信号，现场观察调节阀动作灵敏可靠，无卡滞现象，微机中反馈跟踪正常，阀位信号正常。改变电磁阀带电条件，使电磁阀失电，防喘振阀快速全开。执行机构动作正常。22控制条件变化引起防喘振阀动作2．2．1机组出口压力测量值突变与防喘振阀控制相关的有调节回路、轻载逻辑、紧急轻载程序等。紧急轻载程序激活的条件是电机运转且自动轻载按扭选择UNLOAD或者轻载逻辑图中UZ1004．BO05为0时(放空电磁阀失电)。正常运行中操作人员不会把自动轻载按钮打~fjUNLOAD位置的，所以造成空压机轻载的原因只能是电磁阀失电。图1为空压机轻载逻辑图。由图1轻载逻辑图中可以看出造成电磁阀失电的条件查曲线及报警记录后判断放空电磁阀失电的原因可能是FY1003．BO01这个条件造成。FY1003是个高级计算模块CALCA，它通过人口差压与出口压力之间的复杂计算，当运行状态接近喘振时FY1003．BO01置1，使电磁阀失电放空，从而保证空压机安全运行。从计算模块FY1003细目中查到FY1003中R101定义的是PI1020．PNT，R103定义的是FI1002．PNT。Pll020~空压机机组出口压力，位置在总貌流程图上；FI1002是入口差压。查PI102O曲线发现其在空压机轻载过程中有3秒钟的突变，期间入口导叶和防喘振阀跟随其变化。突变趋势如图2所示。2．2．2突变对调节系统的影响空压机人口导叶控制系统人口导叶调节器和防喘振阀调节器PI102O有关，通过分析得知，造成空压机防喘振阀频繁打开的根本原因