防喘振控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致壓縮機(jī)無法啟動的原因分析及解決方法

摘 要：本文針對某化工廠壓縮機(jī)因防喘振控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致壓縮機(jī)不能正常啟動的問題做了詳細(xì)的研究，闡述了防喘振控制的原理，分析防喘振回路故障的原因，提出排除故障的方法和日后維護(hù)應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞：防喘振控制系統(tǒng)；故障；壓縮機(jī)

引言

壓縮機(jī)在工作過程中，當(dāng)入葉輪的氣體流量小于機(jī)組該工況下的最小流量（即喘振流量）限時(shí)，管網(wǎng)氣體會倒流至壓縮機(jī)，當(dāng)壓縮機(jī)的出口壓力大于管網(wǎng)壓力時(shí)，壓縮機(jī)又開始排出氣體，氣流會在系統(tǒng)中產(chǎn)生周期性的振蕩，具體體現(xiàn)在機(jī)組連同它的外圍管道一起會作周期性大幅度的振動。消除喘振的方法有好幾種，甲醇廠主要采用給壓縮入口增加流量的方法，保證壓縮機(jī)入口流量大于最小流量值。在日常運(yùn)行過程中，往往存在喘振控制回路故障導(dǎo)致壓縮無法正常啟動的現(xiàn)象。本文將闡述防喘振控制回路的原理，從而提出控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致壓縮機(jī)無法啟動的原因及解決辦法，對日后壓縮系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著重大意義。

1 故障現(xiàn)象

在發(fā)生閃停電時(shí)，壓縮機(jī)由于聯(lián)鎖導(dǎo)致停車。當(dāng)供電正常準(zhǔn)備重新啟動壓縮機(jī)時(shí)，壓縮機(jī)因?yàn)闂l件不具備而不能啟動。在GUS機(jī)上打開流程畫面，“啟動許可”對話框里顯示“第一循環(huán)凡爾位置信號故障”，如圖1所示。

2 原因分析

2.1 防喘震回路介紹

主循環(huán)凡爾主要指的是一區(qū)喘振閥的閥位反饋信號，在正常啟動壓縮前，喘振閥一般要求全開。每次開車前，都要求閥位反饋信號的偏差值不能超過10%，檢查反饋信號，發(fā)現(xiàn)在17%左右，到現(xiàn)場檢查閥，閥位正常。檢查各控制回路儀表和PLC狀態(tài)，也都正常，調(diào)整閥門反饋儀表的零點(diǎn)，重新標(biāo)定，啟動許可正常。判斷故障原因，確認(rèn)為這次壓縮不能正常啟動，主要由于系統(tǒng)通過送入PLC的ZT901的信號進(jìn)行邏輯判斷，判斷閥門只有73%開度，發(fā)出信號導(dǎo)致啟動許可信號失敗。

ZT901主要用的是4201的閥門反饋儀表，儀表里有一個(gè)10千歐的可變電阻，當(dāng)閥位置發(fā)生變化時(shí)，可變電阻跟隨變化，反饋到GUS上顯示閥位信號。通過檢測，發(fā)現(xiàn)該電阻線性變差，這也是導(dǎo)致反饋儀表零點(diǎn)漂移的主要原因。

2.2 故障原因分析

通過以上處理，故障現(xiàn)象基本排除，但喘振控制閥的反饋是否參與了后面的喘振控制，閥反饋不準(zhǔn)對整個(gè)控制系統(tǒng)是否有影響，下面分析如下：

（1）防喘振控制回路的簡介

防喘振控制主要分為一級喘振和二級喘振，一級喘振主要由儀表PT900B、 FT900、PT902、FY901、ZT901 和FC901組成。其中信號源主要為PT900B、PT902、FT900，F(xiàn)C為PC組態(tài)的調(diào)節(jié)器，F(xiàn)Y為現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥，ZT為閥位反饋。喘振控制回路包括手動/自動，當(dāng)調(diào)節(jié)器處于手動時(shí)，信號源不起作用，閥開度由手動輸入控制；當(dāng)處于自動時(shí)，閥門開度可以通過FC的設(shè)定值自動調(diào)整閥門開度。

由于一、二級防喘振回路的原理相似，下面以一級防喘振控制為例介紹控制流程。PT900B、PT902、FT900作為主要的信號源輸入到PLC模塊中，經(jīng)過調(diào)節(jié)器的PID分析運(yùn)算，將控制信號輸出到一區(qū)喘振閥FY901的閥門定位器，從而驅(qū)動閥做相應(yīng)的動作。一區(qū)防喘振控制回路的示意圖如圖2所示。

一區(qū)防喘振控制回路的模塊、儀表連接的具體原理如圖3所示，二區(qū)防喘振控制回路與一區(qū)的相似。

其中，喘振控制回路由PT-900B、FT900、PT-902組成，ZT-901為現(xiàn)場閥FY-901的閥位反饋信號。FC901為邏輯調(diào)節(jié)器，由PLC內(nèi)部的梯形邏輯圖構(gòu)成。SC-2801在這里有兩個(gè)作用，一是將0-5V的電壓信號轉(zhuǎn)換為4-20mA的電流信號，二是起到軟件冗余的作用，一旦PLCA失去作用，則可以切換到PLCB工作。DI-04模塊在這里為SC-2801提供一個(gè)PLCA/B的狀態(tài)信號，通過控制2821繼電器輸入信號到SC-2801的數(shù)字量輸入端，DO-02模塊在這里從SC-2801獲得一個(gè)PLCA/B的狀態(tài)信號，通過控制923繼電器的常閉觸點(diǎn)輸入信號到DO-02模塊。這兩個(gè)模塊和SC-2801組成了PLCA/B對FY-901冗余的基本回路。PLCA與PLCB的模擬量輸出信號（AO-301/AO-302）的作用相同，都是用來控制同一臺調(diào)節(jié)閥，這時(shí)它們都送到MDS。然后MDS根據(jù)PLCA/B送來信號控制現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥，同時(shí)將狀態(tài)信號送往PLCA/BD的DI（的DO（DO-02）信號，通過內(nèi)部的邏輯運(yùn)算和判斷，送出模擬量DI-04）模塊。這樣就實(shí)現(xiàn)了信號的冗余輸出。具體線路圖如圖4：

當(dāng)PLCA/PLCB狀態(tài)正常時(shí)，PLC發(fā)出1信號，923線圈帶電，2821線圈帶電，2821觸點(diǎn)閉合，DI-04輸入1信號，PLCA工作，PLCB備用，現(xiàn)場由兩臺PLC控制；

當(dāng)PLCA正常，PLCB故障時(shí)，回路和兩臺完好一樣，PLC發(fā)出1信號；經(jīng)SC-2801運(yùn)算后，返回1信號，由PLCA控制（即選用AO-301輸出的閥信號）。

當(dāng)PLCA故障，PLCB正常時(shí)，PLC發(fā)出1信號，923線圈失電，923常閉觸點(diǎn)斷開，2821線圈失電，2821常閉觸點(diǎn)斷開，經(jīng)SC-2801運(yùn)算后，返回0信號，由PLCA控制（即選用AO-302輸出的閥信號）。

（3）分析結(jié)論

通過對整個(gè)喘振控制回路的分析，發(fā)現(xiàn)閥反饋信號不參與后續(xù)喘振控制，但在整個(gè)壓縮啟動過程中，為保證開機(jī)前壓縮入口流量大于設(shè)定的最小流量，一般都會要求喘振閥的開度不能小于某個(gè)開度，從某種意義上來說，也從而保證了壓縮的入口流量。

3 解決方法

原因分析中得知位置反饋器的零點(diǎn)有所偏移，不能準(zhǔn)確地反映閥位，可靠性下降，但由于壓縮機(jī)各控制回路性能之前一直比較穩(wěn)定，目前位置反饋器和可變電阻沒有備料而不能更換，作為應(yīng)急措施壓縮機(jī)此次不能啟動的時(shí)候我們調(diào)整了位置反饋器的零點(diǎn)，并且標(biāo)定，配合開機(jī)。以后報(bào)料再做更換。為了避免故障再次出現(xiàn)，檢修期間我們會更重視控制回路、PLC的調(diào)試校驗(yàn)工作，保證控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

4 總結(jié)

總結(jié)這次壓縮不能啟機(jī)的故障，雖然問題很小，但從中我們認(rèn)識到檢修過程中對各測量儀表標(biāo)定校驗(yàn)，對整個(gè)控制系統(tǒng)測試的的重要性，也為我們以后的儀表維護(hù)工作積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]施仁，劉文江，鄭輯光.自動化儀表與過程控制.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]姜培正等.過程流體機(jī)械.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.