淺談西門子3K氯氣壓縮機聯鎖

陳士虹 李文鑫 田淑英

四平昊華化工有限公司 （四平 136001）

1 氯氣壓縮機

3K氯氣壓縮機為離心式透平壓縮機（VRZ250/430/12G），借助葉輪高速旋轉所產生的離心力對氯氣做功，使之產生動能和靜壓能，電動機將電能轉化為動能通過變速箱將轉速提高，經過一級壓縮的氯氣溫度升高，進入一級冷卻器，冷卻后進入二級葉輪入口，經二級葉輪壓縮后進入二級冷卻器后被送至后續工序。

2 氯氣壓縮機聯鎖構成

氯氣壓縮機屬于生產燒堿流程中的關鍵設備，故對于機器自身的保護顯得特別重要。由此可見，氯氣壓縮機的聯鎖基本上是圍繞保護自身的安全、穩定而設計。其中又分為2部分。

2.1 由廠家自帶的C7-636中的聯鎖

2.1.1 氯氣壓縮機的喘振

氯氣壓縮機流量的控制范圍為滿流程的45%、70%、100%，最低流量控制限制根據氣體的輸入、輸出狀態（壓力、吸氣溫度、排氣溫度和氣體構成）和現存導葉的位置（入口導葉，出口排氣葉片）。

如果大量限制氣體流量，氯氣壓縮機就會喘振并伴隨著激烈的振動。有次則會引起機器的毀壞，例如葉片破損。這就是我們為什么要防止喘振的目的，以保證氯氣壓縮機達不到喘振流量。

2.1.2防喘振、密閉氣體控制器和喘振保護

西門子C7-636中檢查了防喘振、密閉氣體控制器和喘振保護的控制功能，可以在其中設置參數、查看過程值和控制操作。

防喘振控制器（UC2457）為主控制器，測量值：正常流量FT2457；設定值：以排氣（PT2457）和吸氣（PT2451）的壓力比例來計算喘振流量并添加安全系數；控制器輸出：選擇PV2458（旁路閥）。如果氯氣壓縮機的實際流量太接近喘振流量，就會啟動喘振控制（打開PV2458）。在打開旁路閥后，流量隨著閥的開度逐漸增大，則會解除喘振控制，關閉旁路閥。

為了操作工能隨時操縱旁路閥，在C7控制器中引入了DCS模擬輸入信號（PV2458.1），在執行防喘振控制回路調節時，C7會默認PV2458.1的優先級高于PV2458，從而允許PV2458.1的值作為低線輸出限值。在氯氣壓縮機喘振的情況下，旁路閥將根據檢測的結果分三個梯度打開（33%、66%、100%）。如果測量值接近喘振流量或者與喘振流量相同時，旁路閥會全部打開直到測量值高于喘振流量。在吸氣壓力PT2451、排氣壓力PT2457、流量FT2457、排氣溫度TISA2457和PV2458.1發生傳感器故障或者斷線的情況下，C7會發出報警（UC2457.2）。

吸氣壓力控制（UC2457），測量值：吸氣壓力PT2451；設定值：工藝提供；輸出：選擇PV2458。目的是防止吸氣壓力過低時應及時打開旁路閥，該控制與防喘振控制器一起工作。

喘振保護的功能——測量每個循環過程排氣壓力PT2457的壓力梯度，在壓力梯度做出變化后，及時調整控制回路，然后啟動計時器，來記錄下次壓力梯度變化的時間，壓力梯度沒變化一次都會被計數。旁路閥會在每次喘振梯度時打開（33%、66%、100%）。如果識別出兩次喘振梯度，則會發出喘振保護報警（UC2457.0）。當計數器超過參數TRIP（5）時，喘振保護跳閘（UC2457.1）將會關閉氯氣壓縮機；當計時器計滿時，還沒有出現兩次喘振梯度，將會重置計數器。

密閉氣體控制器（PDIC2470），測量值：壓差PDT2470；設定值：設備自帶；輸出：密閉氣體閥PDV2470。主要的目的是用氮氣壓力封住氯氣壓縮機中的氯氣壓力，并與氯氣壓力始終保持一定的壓差，使氯氣不能外泄。

另外，由于氯氣壓縮機是連續工作，需要每年大修才能效驗現場儀表，為了避免構成聯鎖系統的元件發生故障，我們在DCS系統中對喘振控制與密閉氣體控制器的聯鎖做了相應修改，避免氯氣壓縮機由于自身原因產生的跳停，從而致使整個系統停車。圖1為氯氣壓縮機流程圖。

圖1 氯氣壓縮機流程圖

2.2 由DCS組態聯鎖

根據西門子3K提供的邏輯圖進行組態，采用了順控表、SFC語言、通用計算塊等組態關于保護設備硬件和符合工藝指標的聯鎖。表1為正常開車、經過實際運行后，修改的聯鎖條件：濕度檢測設計為2個檢測點，設置在氯壓機入口和出口，通過工藝實際使用發現氯壓機出口濕度檢測完全可以起到保護氯壓機的作用。

表1 正常開車、經過實際運行后，修改的聯鎖條件

在運行過程中，發現幾次突然跳停的現象，導致無法正常生產。通過調取歷史報告信息，查找到控制防喘振的信號報警，但具體到設備與儀表上，沒有發現任何異常。經分析后，懷疑設備在很短時間內出現異常值，故在防喘振跳停信號前加裝定時器，在不損害氯壓機的同時阻止跳停信號誤動作。

由于防喘振控制器與氯氮壓差同屬于氯壓機自帶的C7控制器，為了防止相同的事故出現在氯氮壓差上，也加裝了定時器。

2.3 系統全局聯鎖

只有在所有電解槽都停止的情況下，氯氣壓縮機才會停止。

3 結語

隨著維護時間的增持，對氯氣壓縮機的認知、熟悉程度也不斷增加。現已總結出一套全面、標準化的維護文件，幫助員工盡快充分了解氯氣壓縮機的聯鎖，也為處理應急事故提供了可靠的技術標準。對氯氣壓縮機的濕度儀進行自檢、在日常巡檢中仔細觀察各項儀表運行參數、檢測網絡架構及控制系統各卡件的運行情況等，保證了整套裝置的運行穩定，也為新員工積累了寶貴的工作經驗。

[1]陳洪全,岳智.儀表工程施工手冊[M].北京：化學工業出版社,2005.