案例Case
约克制冷机组停机原因的分析及解决
■ 郝正宇 刘建宇
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，
2009.11-12 数字石油和化工
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
47
Case案例
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
48
企业应用
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
2009.11-12 数字石油和化工
企业应用
案例Case
表1 联锁停机点说明
序号1234567
度低低
89
器差压
润滑油压低（机组运10
行时）
LSLL401油分离器液11
位低
LSHH402蒸发器液12
位高
13PT401传感器故障停机过滤器压力传感器故障停机14PT404传感器故障停机15
TT402传感器故障停机
吸气压力传感器故障停机排气温度传感器故障停机排气压力传感器故障停机
停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌
过低停机
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
////////
新发现，无延时新发现，无延时新发现，无延时新发现，无延时新发现，无延时新发现，无延时新发现，无延时新发现，无延时
高液位停机
停机，电气联锁跳牌
/
原有，延时5秒
低液位停机
停机，电气联锁跳牌
/
原有，延时300秒
油压过低停机
停机，电气联锁跳牌
动态值
原有，延时900秒
TT403油温高高PT402/PT401油过滤
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
油温高高停机
停机，电气联锁跳牌
75℃
原有，延时5秒
联锁回路名称PT404吸气压力低TT402排气温度高高PT403排气压力高PT404吸气压力高
电机电流高电机电流低TT404油气分离器温
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
报警信息吸入压力过低停机排气温度高高停机排气压力高停机吸入压力过高停机电机电流过高停机电机电流过低停机
执行器动作情况停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌停机，电气联锁跳牌
联锁值4.36Bar100℃15.5Bar10.34Bar58.7A21A
备注原有，延时2秒原有，延时5秒原有，延时2秒原有，延时5秒原有，延时5秒原有，延时30秒
16PT403传感器故障停机17181920
TT404传感器故障停机油分离器温度传感器故障停机TT403传感器故障停机误启动故障停机启机电流过低停机
油温传感器故障停机误启动故障停机--电机电流压缩机启动故障--电机电流
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
2009.11-12 数字石油和化工
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
49
Case案例
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：
50
企业应用
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PLC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）
2009.11-12 数字石油和化工
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容