燒堿廠電氣儀表事故案例分析

王麗媛，馬光飛，李友好

(甘肅稀土新材料有限責任公司燒堿廠，甘肅 白銀 730922)

甘肅稀土新材料有限責任公司燒堿廠2萬t/a離子膜法燒堿裝置自2010年投產以來，已運行了9年，在運行過程中，因電氣儀表問題導致出現多次生產故障。為避免再次出現相同或類似的問題，防微杜漸，特選取以下電氣儀表典型事故案例，從故障經過、原因到對策措施進行了梳理和分析，希望同行能夠借鑒。

1 氯氣總管壓力變送器故障

發生時間：2011年4月20日16：00。發生地點：電解槽氯氣總管。

1.1 事故經過

在離子膜制堿系統試車階段，發現氯氣總管壓力在DCS顯示的數據與現場U形壓力計顯示的數據不一致。經檢查后發現，測量氯氣總管的壓力變送器出廠時量程設置為-4 kPa～6 kPa，為最初的工程設計值;后來因工藝參數改動，將DCS組態中的氯氣總管壓力PT2001量程設置為-2 kPa～8 kPa。因兩者量程不一致，導致現場顯示的壓力與DCS中顯示的壓力不一致，無法準確控制氯氣總管壓力及氯氫壓差。因此決定在不停車的情況下，將壓力變送器的量程用手操器修改為-2 kPa～8 kPa。在修改過程中，沒有將氯氣壓力回流控制回路、氯氫壓差控制回路從自動模式切換到手動模式，加上儀表維護人員不熟悉操作過程，將信號線直接從端子排上拆除，壓力變送器失電。輸出電流為4 mA,DCS顯示PT2001為該位號量程下線-2 kPa(在正常生產過程中將PT2001控制在3 kPa±200 Pa)，因此在將信號線從端子排上拆掉后，氯氣回流閥門開度從原來的40%瞬間開到100%，使氯氣總管實際壓力陡然增大，離子膜向陰極偏移，槽電壓急劇上升至聯鎖值，整流變壓器失電，全線停車。

1.2 原因分析

本次停車后，本著“三不放過”的精神，及時召開了事故分析會，經過分析討論，認為造成此次事故的原因主要有以下4點：①儀表維護人員是初次使用手操器，不熟悉其正確的使用方法和具體的操作步驟是導致這起事故的主要原因；②維護人員與工藝控制人員沒有進行全面溝通，未將氯氣壓力回流控制回路、氯氫壓差控制回路從自動模式切換到手動模式；③工程開車之前沒有做到確認無誤，工藝參數發生變化后未及時將壓力變送器的量程進行修改；④修改量程過程中缺少科學全面指導。

2 氯氣泵跳閘

發生時間：2015年6月21日19：09。發生地點：氯氣站。

2.1 事故經過

1#氯氣泵(110 kW)跳閘,停止信號聯鎖整流跳閘，生產全線停車。

2.2 原因分析

(1)檢查氯氣泵控制柜,未發現異常，過熱繼電器未動作(或可能動作后已自動復位)，其余正常。

(2)離子膜DCS對氯氣泵做了停止信號報警，報警記錄顯示1#氯氣泵停止時間為19：09，在整流高壓跳閘之前，故判斷是1#氯氣泵停止后聯鎖導致整流跳閘。

2.3 對策措施

事故發生后，將氯氣泵的整定值從210 A調到220 A,但仍可能過流使電動機停止。進一步分析后認為是電動機使用年限已達11年之久，本身阻力增大，帶動負載困難，再加上氯氣系統阻力較大，該電動機已不能滿足生產需要。后期購進1臺132 kW的電動機用于生產。建議重要設備一定要做好維護保養，不要超期使用。

3 合成工序氫氣總管壓力變送器結凍導致全線停車

發生時間：2015年2月15日03：12。發生地點：HCl合成工序。

3.1 事故經過

合成工序氫氣總管壓力顯示值在逐漸下降，但實際進爐氫氣流量只有輕微的降低。此時，氫氣流量控制回路在自動模式下，流量降低導致自動閥門開度從58%增大到60%，以控制流量不變化。操作人員的第一反應是將此回路從自動模式切換到手動模式，通過減小閥門開度來降低進爐的氫氣流量，以穩定總管壓力。減小了氫氣調節閥開度，但沒有減小氯氣調節閥開度，導致氫氣流量下降比氯氣流量下降快，流量比值小于1，3 s后聯鎖停車，合成滅爐；調度通知各崗位緊急降電流，離子膜DCS操作人員沒有解除緊急聯鎖里的二次鹽水流量FT2001≤15 m3/h的聯鎖，在降電流過程中逐步降低二次鹽水流量FT2001，電流降到13 kA，二次鹽水流量≤15 m3/h延時90 s后聯鎖整流停車，全線停產。

3.2 原因分析

(1)氫氣總管壓力變送器保溫不到位，氫氣含水量較大，在冬季氣溫低時結凍，出現顯示錯誤。

(2)操作人員過分相信電腦顯示數據，沒有將氫氣緩沖罐的壓力表數值與遠傳數值對比，造成判斷失誤。

(3)操作人員出現失誤。出現此種情況應該有2種處理方法：①先降低進爐的氯氣流量，再降低進爐的氫氣流量，在操作過程中嚴密注意氫氣和氯氣的流量比值不能小于1;②同時降低氯氫流量，要兩個人密切配合，一人逐步關氫氣閥，一人逐步關氯氣閥，逐漸減少氯氫流量。

(4)離子膜操作人員跟調度沒有及時溝通，在降電流之前沒有解除相關聯鎖。

3.3 對策措施

(1)氫氣總管壓力變送器用銅管內加蒸汽伴熱并保溫。

(2)出現類似情況時，應先將遠傳數據與緩沖罐上壓力表的數據進行對比，若發現是假信號，要及時解除氫氣總管壓力聯鎖，再做進一步處理。

(3)若真的出現了氫氣壓力降低的現象，要先降低氯氣流量，再降低氫氣流量，降低產量的過程中不能出現氫氯流量比值小于1。

(4)降電流之前，必須仔細檢查，要解除相關聯鎖，特別是進電解槽鹽水和堿液流量的聯鎖，因為流量的高低是隨著電流升降而相應升降的。

4 合成爐氯氣切斷閥氣源管斷裂引起的合成滅爐

發生時間：2015年7月15日02:15。發生地點：HCl合成工序。

4.1 事故經過

2015年5月11日檢修完成后點A合成爐。A爐氯氣切斷閥是前期工程上配套的，氣源管為塑料管。該閥露天安裝，沒有做較好的防護措施，再加上使用環境中有時會有氯氣泄漏，也加劇了塑料管的老化，導致該閥氣源管破裂，閥門關閉，合成滅爐。

4.2 原因分析

(1)閥門氣源管質量不過關是這次事故的主要原因。

(2)儀表組的巡視檢查不到位，對塑料管沒有及時進行更換。

4.3 對策措施

(1)對新進的設備要嚴把質量關。

(2)加強巡檢，對不合理的設備附件及時更換。

5 氯氣回流閥故障引起的氯氣壓力波動

發生時間：2015年7月15日10：30。發生地點：氯氣站。

5.1 事故經過

2015年7月，氯氣站換酸過程中發現壓力波動大，DCS顯示氯氣回流閥在開關動作，但壓力還是波動較大，經現場檢查后發現閥門實際卡在50%的位置不動作，初步處理后無效，決定更換此閥。安裝到位后在投運的過程中，調度指揮緩慢打開閥門，操作人員卻在關閉閥門。當閥門關到一定程度后，氯氣總管壓力急劇上升，瞬間達到8 kPa，沖破水封，緊急停車。

5.2 原因分析

引起這起事故的主要原因是操作人員注意力不集中，將閥門的開關方向弄錯；次要原因是氯氣回流閥質量不過關，在使用時間不長的情況下就出現卡死現象。

5.3 對策措施

針對此次事故，提出了以下5點對策措施。

(1)此閥門重新選型，選用在國內氯堿行業信譽較好的廠家制造的自動閥，到貨后及時更換。

(2)對現場的所有閥門進行檢查，發現有“開關”標識不清的，重新標識，方便操作，特別是對新員工有很大的幫助。

(3)此閥門出現故障每次都是在50%左右的位置，為保持氯氣壓力在3 kPa，閥門開度經常在50%左右波動，閥桿上的潤滑油會慢慢地與氯氣反應，在此位置結垢，容易出現事故。因此，閥門使用一段時間后，要上下活動活動，保證閥門的靈敏度[1]。

(4)觸氯設備，包括閥門，在進行潤滑時不能選用黃油，要優先選用硅油。因黃油黏度大，與空氣中的灰塵和現場的雜氣反應，如閥門密封性差，與氯氣反應就結成黃綠色的污垢,容易出現卡死故障。

(5)崗位人員在操作時一定要保持頭腦清醒，相互配合。

6 樹脂塔PLC更換模塊失誤引起的降電流事故

發生時間：2016年1月20日16:40。發生地點：樹脂塔。

6.1 事故經過

樹脂塔由PLC控制的模擬量波動頻繁，在DCS顯示為滿量程和零之間一直波動，初步判定為模擬量采集模塊EM223出現故障。在更換模塊備件的過程中，由于操作人員不熟悉各模塊功能，再加上與崗位人員溝通不及時，在二次鹽水儲罐液位在80%的情況下就對PLC斷電停止運行;更換模塊過程中，操作人員在CPU(中央處理器)未進行程序拷貝的情況下就進行更換，系統開啟后發現流程圖上的較多功能不顯示(如復位鍵、設置鍵等)，經相關技術人員到場查證后發現是新CPU沒有下載安裝程序導致；重新將舊CPU安裝后系統控制恢復正常，但信號波動依然存在。由于操作失誤，系統沒能及時開啟，導致二次鹽水供應不上，被迫將電解槽電流從15 kA降到13 kA。

6.2 原因分析

(1)數據波動原因分析不準確。數據波動的原因經查實為信號線的屏蔽層沒有接地導致的， 重新接地后信號穩定,再無波動。

(2) 維護人員在不熟悉各模塊功能的情況下貿然操作，延誤了系統的正常開啟。

(3) 維護人員與崗位人員溝通不到位，未將鹽水儲存到最大量下進行模塊更換操作。

6.3 對策措施

(1)加強維護人員學習鍛煉，提高自身素質，當生產出現問題時， 思考判斷要“準、穩、快”。

(2)現場維護一定要與崗位人員做好溝通，完成各項準備工作。

(3)關健崗位的設備停運時，相關管理人員要事先對各種可能出現的問題做好評估，并制定相應的對策措施，應對各種事故。

7 結語

氯堿行業是高危行業，監測點多，儀表使用廣泛，聯鎖多，關鍵部位的儀表出現故障往往會因聯鎖導致裝置停車，所以做好儀表的日常維護尤為重要。

以上幾種電氣儀表故障案例都是在實際生產中發生的，有的是由儀表本身的故障造成的，也有是由管理不到位、考慮不周引起的，在今后工作中，要做好電氣儀表的日常維護和專項維護，為生產裝置的安全、平穩運行保駕護航。