空压机防喘振阀频繁打开故障分析及处理

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 ２ ３ ５ ０ ０ Ｎ ｍ３ ／ｈ 空 分设 备 配套 国外某 公 司生 产 的ＲＩ Ｋ９ ０ － ４ 型 空压 机 。 它的ＤＣ Ｓ 使用 的 是 美国Ｆ Ｏ ＸＢ ＯＲ Ｏ 公 司 的Ｉ ／ Ａ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ 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Ｐ Ｉ ＡＳ １ １ ０ ２ 压 力 低 报警 ， １ ８ ｓ 后 才有 了Ｐ Ｉ ＡＳ １ １ ０ ２ 压 力低 低 报警 。 波 动 时空冷 塔 出 口压 力Ｐ Ｉ Ａ Ｓ Ｉ １ ０ ２ 低报警 ， 防喘振 阀Ｆ Ｖ１ ０ ０ １ 开度 达３ ０ ％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
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 一１ ０ ０ ％ 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 。 ２ ２ 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ＵＮ Ｌ Ｏ Ａ Ｄ 或者 轻载 逻辑 图 中 ＵＺ １ ０ ０ ４ ． Ｂ Ｏ ０ ５ 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￣ ｊ ｆ Ｕ ＮＬ Ｏ ＡＤ 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Ｆ Ｙ１ ０ ０ ３ ． Ｂ Ｏ ０ １ 这 个条 件造 成 。 Ｆ Ｙ１ ０ ０ ３ 是 个高级 计算模 块Ｃ Ａ Ｌ Ｃ Ａ， 它 通过人 口差压 与 出 口 压 力之 间 的复 杂计 算 ， 当运行
行。
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２ Ｎ 对此 次 问题 的设计 缺 陷优化过 控制 方式 后 ， 即使机 组 出 口压 力Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ 不在 空压 机 画面上 ， 如 果测量 值 高于设 定值 ， 报警信 息会 第一 时 间反应 出来 并 留下报警 记录 ， 方便 问题 的判 断 ， 避 免 了复杂 的查 找过 程 中造 成 的经济 损失 。
工 业 技 术
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Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
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２ ３ ５ ０ ０ Ｎｍ３ ／ 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 ： Ｔ Ｍ１ ２ １ ． １ ． ３ 文献 标识码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ２ ５ — ０ ０ ５ ６ — ０ １
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
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图２ 突 变趋 势 图
作 者简介 张立 （ １ ９ ８ ３ －） ， 男， 工程 师 ， ２ ０ ０ ６ 年 毕业 于郑 州 大学 测控 技术 与仪 器 专业 ， 学士 学位 ， 现任 安 阳钢铁 股份 有 限公 司制 氧厂安 全 生产 科调 度主 任 。
５ ６ ｌ 科 技 博 览
图 １空压 机轻 载 逻 辑 图
状态 接近 喘振 时Ｆ Ｙ１ ０ ０ ３ ． Ｂ Ｏ ０ １ 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Ｆ Ｙ１ ０ ０ ３ 细 目中查 到Ｆ Ｙ１ ０ ０ ３ 中Ｒ１ ０ １ 定义 的是Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ ． Ｐ Ｎ Ｔ， Ｒ １ ０ ３ 定义 的是Ｆ Ｉ １ ０ ０ ２ ． Ｐ ＮＴ 。 Ｐ ｌ ｌ ０ ２ ０ ￣空压 机机 组 出 口压 力 ， 位置在 总 貌流程 图 上； Ｆ Ｉ １ ０ ０ ２ 是入 口差压 。 查Ｐ Ｉ １ ０ ２ Ｏ 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 Ｐ Ｉ １ ０ ２ Ｏ 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￣ ： Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ 的测 量值 突 变。 由于Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ 突变 ， 使Ｆ Ｙ１ ０ ０ ３ ． Ｂ Ｏ０ １ 置１ ， 轻 载 逻辑 ＵＺ １ ０ ０ ４ ． Ｂ Ｏ０ ５ 为零 ， 防 喘 振 阀 电磁 阀ｓ ｖｌ ０ ０ １ Ａ、 Ｓ Ｖ１ ０ ０ １ Ｂ 失电， 空压 机轻 载 。 如果 正常 测量 ， 测量 值应 该 缓慢 上升 或下 降 ， 而 不可 能突变 ， 这 是个 不正常 现象 ， 说 明Ｐ Ｉ １ ２０ ０ 测量 回路 出现 了故 障 。 ３处理 措施 ３ ． １使 用稳 定变 送器 及卡件 通道 Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ ￣用变送器更换为备用变送器 ， 更换后对其进行设置、 校验、 通讯。 同时 ， 为确保 其 稳定性 ， 把 其测 量通道 更 换 。 并在微 机 中重新 组态 。 试 验正 常 后 空压 机 加 载 ， 系统恢 复 运行 。
３ ２优 化控 制方 式
工艺 人员调 整压力 平时都 是观察 空冷塔 出 口压 力Ｐ Ｉ １ １ ２， ０ 这次 出 问题 的机
掌
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组 出 口压 力Ｐ Ｉ １ ０ ２ Ｏ 画在 总貌 流程 图上 ， 而且 没做 报警 ， 不能 及时 发现其 故 障。 如 果 因数 据突变 引起 故 障 ， 趋 势 图不一 定能够 显示 出来 ， 但 系统 只要 采集 到一 次 数据， 报警 信 息就可 留下 。 同时 此次故 障点Ｐ ｉ ｌ ｏ ２ ｏ ￣ 防喘振 控制 中 是个 隐性控 制条 件 ， 不宜 引起 重视 。 研 究决 定 把Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ ￣ Ｊ ［ Ｉ 上 报警 ， 优化控 制方 式 ， 使 以后 类 似事 故发 生 时能第 一 时间 发现 问题 。 缩短 故 障处 理 时间 。 ４结 束 语 １ ） 通过此次处理， 彻底消除了机组出 口压力Ｐ Ｉ １ ０ ２ ０ 测量值突变的根源， 解 决 了空压 机 防喘振 阀频繁 打开 问题 ， 使 其恢 复了 稳定控 制 ， 保证 了机 组稳 定运