约克制冷机组停机原因的分析及解决

1. 引言
大庆炼化公司30万吨/年聚丙烯装置生产中，预环管反应器、催化剂夹套等设备温度是非常重要的工艺参数，这些非常重要的温度参数是由冰机冷却下来的冷冻水保证的，这说明冰机的稳定运行对于聚丙烯装置生产至关重要。

2005年8月份，大庆炼化公司30万吨/年聚丙烯装置开工初期，PK601约克冰机曾先后发生4次停车。

11月26日夜出现4次联锁停机，27日白天出现2次联锁停机。

对此，炼化公司领导非常重视，因冰机的运行状况直接关系到PP装置的平稳运行。

本文现将具体情况做以技术分析。

2. 停机情况介绍
开工初期PK601冰机4次停机现象为：就地液晶显示屏和DCS没有出现任何报警信息，同时在电气控制柜打出联锁跳牌。

机电仪三个专业检查无问题后，工艺迅速启机运行正常。

2005年11月26日夜间：
23∶03因PT404入口压力低联锁停机，在就地控制盘打出“吸入压力过低停机”报警，同时在电气打出联锁跳牌。

0∶03启机正常；
1∶19因PT404入口压力低联锁停机，在就地控制盘打出“吸入压力过低停机”报警，同时在电气打出联锁跳牌。

1∶35启机正常；
2∶02蒸发器液位高高LSHH402联锁停机，在就地控制盘打出“高液位停机”报警，同时在电气打出联锁跳牌。

（延时5S）2∶10启机正常，发现滑阀波动大；
4∶06因PT404入口压力低联锁停机，在就地控制盘打出“吸入压力过低停机”报警，同时在电气打出联锁跳牌。

4∶31启机正常，滑阀有波动；
2005年11月27日白天：
14∶47因PT404入口压力低联锁停机，在就地控制盘打出“吸入压力过低停机”报警，同时在电气打出联锁跳牌。

14∶58启机正常，滑阀回讯偶尔波动；
15∶40因PT404入口压力低联锁停机，在就地控制盘打出“吸入压力过低停机”报警，同时在电气打出联锁跳牌。

5∶55启机正常，滑阀回讯工作正常。

3. 事故分析及解决方案
针对PP开工初期的4次无故障停机的实际情况，我们在2005年聚丙烯装置首次停工检修期间进行了立项攻关，并且请约克公司来人共同检查分析，澄清了问题的关键。

2005年11月26日的4次停机均属于工艺联锁停机，仪表正常动作，在确认仪表正常后，工艺迅速启机，机组正常运行，滑阀波动问题也得到解决。

3.1　澄清了启机条件
本次攻关以前，在约克公司的资料中对启机条件没有专项明确，通过本次的检查和实验澄清了启机条件为7项。

◆ TE404油分离器温度不能低于9.4℃且不能高于75℃；
◆ 压缩机启动差压（排吸气压力变送器
■ 郝正宇 刘建宇
约克制冷机组停机原因的分析及解决
PT403与PT404的差压）不能大于6.9Bar；
◆ 滑阀启动位置小于10%；
◆ PT404吸气压力小于10.3Bar；
◆ 参与联锁的变送器无传感器故障（即变送器开路时的状态）；
◆ 到达二次启机时间间隔（延时）20分钟。

若想尽快启机，可在控制盘上清除剩余时间。

◆ 除以上条件外，若其它联锁停机条件若存在，则能启机，但因有停机条件会导致立刻停机。

3.2 明确了联锁停机条件
在约克公司提供的资料中只提到12项，但通过实际模拟启机调试，最后发现有21个停机点。

这样从实际上就澄清了具体联锁停机点，为日后的维护提供了理论依据。

详细情况见表1。

值得注意的是：
(1)润滑油压力低联锁停机，其联锁设定值为动态值。

①正常运行时：
联锁设定值=当前排气压力－5Psi
延时900秒
报警设定值=当前排气压力－10Psi
延时600秒
②停机时：
联锁设定值=当前排气压力－30Psi
延时900秒
报警设定值=当前排气压力－25Psi
延时600秒
(2)所有带“传感器故障停机”的仪表，在没有启机的情况下，仍然对联锁停机有效；
(3)TE401吸气温度无启机条件、无停机联锁（无传感器故障停机）。

(4)TE403润滑油温度低低无启机条件、无停机联锁（但有传感器故障停机）。

(5)过滤器差压（过滤器入口压力PT402和出口压力PT401之差）中，PT401有传感器故障停机，但PT402无传感器故障停机。

(6)LSH403蒸发器液位高只报警不停机，在就地控制盘打出“辅助接点#1报警”报警。

3.3 建议整改的问题
3.3.1　存在问题
正常停机：模拟启机后，在模拟运行2分钟内，按手动停机键，机组停机，但在控制盘上无任何报警，只是在电气打出联锁跳牌。

此问题应该整改，正常停车不应该联锁跳牌。

3.3.2　整改措施
发现此问题后，我们立即和约克公司仔进行仔细的分析研究，将组态信息、硬件接线和图纸资料反复核实，并做了试验，发现约克冰机提供了2CR和5CR二个停机继电器输出接点（其中5CR为联锁停机输出），实际只用了2CR，而5CR处于闲置状态。

即正常停机和联锁停机都是通过2CR输出到电气控制柜，这样会导致电气无法区分是“正常停机”还是“联锁停机”，都打出“联锁跳牌”报警。

对此，建议利用备用电缆将5CR停机输出引入电气控制柜，将两种停机区分开，以便于日后维护时分析问题。

这对以前出现的4次无故障停机现象就可以解释了。

4. 滑阀波动问题
11月27日，仪表专业迅速组织人员对滑阀波动问题进行检查，检查的发现，滑阀的控制输出实际没有波动，只是回讯波动。

考虑到回讯问题不会影响机组的正常运行，因此在机组在线运行的情况下对回讯进行了详细的检查，检查发现：三线制回讯器的现场接线端子处，有一处接线有毛刺，于是进行了重新拨线紧固，投用后观察回讯再无波动，但运行约40分钟后又出现波动。

于是又将回讯器接线盒拆开进一步详细检查，发现稍用力便将接线端子与回讯器脱离，即接线端子与回讯器之间的4根信号线连接是通 过插针连接（实际用3根），然后借助接线盒的固定
螺丝紧固。

须知接线盒是固定在滑阀一端的壳体上的，滑阀在机组运行时是振动的，这样的针式连接是十分不可靠的，这与厂家约克公司提供的资料中介绍的连接方式是焊接的是不附的。

因此，我们决定取消接线端子，将3根信号线直接与回讯器露出的3根扁式插针相连，然后将扁式插针折压将接线卡死。

此后再未出现回讯波动。

滑阀回讯波动问题得以解决。

技术分析：
滑阀是调节螺杆式压缩机旁通孔的大小，用以调节压缩机负载大小。

其增载和减载控制信号是二个DO输出信号使得增减载电磁阀带电或失电。

而控制信号输出的条件是压缩机入口压力与
序号联锁回路名称报警信息执行器动作情况联锁值备注
1PT404吸气压力低吸入压力过低停机停机，电气联锁跳牌 4.36Bar原有，延时2秒2TT402排气温度高高排气温度高高停机停机，电气联锁跳牌100℃原有，延时5秒3PT403排气压力高排气压力高停机停机，电气联锁跳牌15.5Bar原有，延时2秒4PT404吸气压力高吸入压力过高停机停机，电气联锁跳牌10.34Bar原有，延时5秒5电机电流高电机电流过高停机停机，电气联锁跳牌58.7A原有，延时5秒6电机电流低电机电流过低停机停机，电气联锁跳牌21A原有，延时30秒
7
TT404油气分离器温
度低低
油分离器温度低低停机停机，电气联锁跳牌9.4℃原有，延时5秒
8TT403油温高高油温高高停机停机，电气联锁跳牌75℃原有，延时5秒
9
PT402/PT401油过滤
器差压
过滤器压力过高停机停机，电气联锁跳牌 2.07Ba原有，延时30秒10
润滑油压低（机组运
行时）
油压过低停机停机，电气联锁跳牌动态值原有，延时900秒11
LSLL401油分离器液
位低
低液位停机停机，电气联锁跳牌/原有，延时300秒12
LSHH402蒸发器液
位高
高液位停机停机，电气联锁跳牌/原有，延时5秒
13PT401传感器故障停机过滤器压力传感器故障停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时14PT404传感器故障停机吸气压力传感器故障停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时15TT402传感器故障停机排气温度传感器故障停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时16PT403传感器故障停机排气压力传感器故障停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时17TT404传感器故障停机油分离器温度传感器故障停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时18TT403传感器故障停机油温传感器故障停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时19误启动故障停机误启动故障停机--电机电流停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时20启机电流过低停机
压缩机启动故障--电机电流
过低停机
停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时
21电机无反馈信号停机辅助输入接点未通电停机停机，电气联锁跳牌/新发现，无延时表1 联锁停机点说明
容量控制设定值的偏差的大小来调节的。

因为压缩机是一个密闭容器，体积相对是不变的，根据密闭气体状态方程PV/T=K（P为压力、T为温度、V为体积、K为常量），当V为定值时，P与T同步变化，因此，在PK601冰机滑阀控制采用入口压力自动换算成温度控制。

偏差大于静区0.2℃小于比例区1.9℃时，滑阀为加载控制，即每隔3秒增载电磁阀带电一次，滑阀阀芯动作一次，回讯开度增大一些，如果偏差持续存在且在0.2℃与1.9℃之间，那么每隔3秒滑阀增载一次，直至偏差小于0.2℃为止。

在增载过程中，入口压力会逐渐减小，如果偏差大于比例区或入口压力降低到停止加载的设定值3.56Bar，那么滑阀将会停止加载。

滑阀减载控制与此类似，只不过设定的参数不同，因在减载时入口压力会升高，不会停机，因此在这里暂不分析。

滑阀的回讯器是一个三线制电位计，滑动电阻为0-1000Ω，在实际应用中损坏的可能性很小。

在机组控制方案中只参与启机条件（小于10%），不参与滑阀控制。

因此，本次的6次停机与滑阀的回讯波动无关系。

3.5 停机原因分析
六次停机均属于工艺联锁停机，仪表正常动作。

其中5次是入口压力低联锁停机，1次是蒸发器液位高高联锁停机。

3.5.1入口压力低联锁停机原因分析
首先，机组控制采用手动控制方式，排除了在自动控制方式时因入口压力波动频繁启停机的现象发生。

入口压力低的报警值是3.5Bar，联锁停机设定值为2Bar。

根据上述滑阀增载控制方案，当偏差存在持续增载几次后，会导致入口压力降低，当增载停止时，如果参数设定不合理，很容易因流体的惯性导致入口压力降到联锁停机值（尽管有2S延时停机）。

当容量控制设定值修改后，相应的参数也要调整，而且调整要合理。

基于此，仪表专业结合工艺技术人员将一些参数做了调整，即：
容量控制设定值：由原来的-5℃改为-3.2℃；
比例区：上限由原来的1.9℃改为1.4℃；
静区：上限由原来的0.2℃改为0.3℃；
循环上载时间：上限由原来的3S改为4S；
低吸气压力：停止加载由原来的3.56Bar 改为3.95Bar；强制卸载由原来的3.5Bar改为3.90Bar，低报警由原来的4.0Bar改为3.5Bar；联锁停机由原来的2.0Bar改为1.5Bar。

综上，当容量控制设定值修改后，相应的参数也要调整，参数设置不合理很可能是本次联锁停机的原因之一。

另外，滑阀控制是润滑油驱动，现场的油管线已经包保温，目前冬季气温不可能凉，可以排除动力油因素。

3.5.2蒸发器液位高高联锁停机原因分析
蒸发器液位控制采用外浮筒气动液位计LT401就地控制气动调节阀LCV401，当液位高时另外一外浮筒液位开关LSHH402动作，控制系统延时5S机组联锁停机，同时DO输出信号到电磁阀YY401，使LCV401关闭。

停机后检查液位开关LSHH402正常，排除误动作可能，蒸发器液位高高联锁停机确系液位实际就是高。

检查LT401和LCV401的气动控制系统也工作正常。

4. 结论
约克冰机的控制系统为昆腾控制板，它不同于P L C控制可对参数进行备份，控制程序不公开，给用户对机组的控制方案的细节问题的掌握带来了难度，而约克提供的图纸资料还不是很正规和齐全。

因此，对各项参数要做好记录，不断总结冰机运行经验，逐步提高对机组的驾御能力是非常必要的。

（作者郝正宇，刘建宇单位系大庆炼化公司机电仪厂）。