SAP干燥器除油過濾器壓差高頻繁報警分析

郭慶沖 紀春雷

摘 要

2016年某日夜班，某電廠主控室頻繁閃發壓縮空氣生產系統（SAP）干燥器故障報警，根據干燥器就地控制屏的故障信息，結合現場實際情況，通過分析四種導致此報警的原因，然后逐個排除，最終結合現場操作進行驗證，發現為再生流量不夠導致充壓不充分，在干燥塔切換時由于塔內與塔入口壓力不一致產生的瞬時壓差觸發瞬發過濾器壓差高報警。

關鍵詞

除油過濾器;壓差高;干燥器

中圖分類號： TF808 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 74

0 背景

2016年某日夜班，某電廠主控室頻繁閃發壓縮空氣生產系統（SAP）干燥器故障報警，主控人員立即聯系現場人員就地查看，現場人員發現干燥器就地控制屏故障信息欄內記錄信息為除油過濾器壓差高。現場人員重新仔細翻看前后的幾十條故障信息內容，發現了一些規律，首先該壓差高報警觸發后很短時間內立即消失，其次，該壓差高報警發生的頻率為10分鐘/20分鐘/5分鐘不同時間間隔。

除油過濾器安裝在干燥器的上游，作用是用來除去壓縮機出口壓縮空氣中可能會存在的油、水、氣溶膠和因此形成的霧滴，收集起來由自動排放閥排出。

該電廠壓縮空氣生產系統所使用的干燥器類型為無熱再生式壓縮空氣干燥器，該干燥器分為A和B兩塔，一塔再生，一塔吸附，相互交替工作。利用壓力越高，吸附劑吸附的水蒸氣量越多的特性，使吸附劑在壓力下吸附，并利用吸附多熱效應，使得吸附劑獲得吸附熱。然后，將已干燥空氣的一部分，通過節流、減壓引入待再生多干燥塔內，有效地利用該塔吸附劑床層中仍保留的吸附熱，對吸附劑所吸收的水分進行脫附干燥而完成再生，達到無熱再生的目的。每10分鐘為一循環周期，其中干燥5分鐘，再生4分30秒，升壓30秒。

1 原因分析

初步分析導致過濾器瞬時壓差高的原因有以下四個。

1.1 干燥塔嚴重破損

干燥塔塔體有破損時，干燥塔內壓力就無法保證而快速泄壓，然后導致除油過濾器前后壓差過大而觸發除油過濾器壓差高。同時干燥器露點溫度也無法維持而觸發露點高報警。首先如果干燥塔有破損時，從外觀可以初步判斷，同時會因為塔內外壓力差而伴隨巨大氣流聲。這些現象當時在現場都沒有出現，而且該干燥器后露點溫度一直維持在-60攝氏度左右，故可以排除此因素導致的除油過濾器壓差高報警。

1.2 除油過濾器前后壓差表MP故障

除油過濾器前后壓差表（圖1中403MP）故障會誤發故障報警，因為之前出現的多次除油過濾器壓差高報警故障工單有約三分之一的數量都是因為除油過濾器壓差表計故障導致的故障工單，那么此次的除油過濾器壓差高報警是否也是儀表故障引起的呢？帶著疑問，現場人員決定在就地觀察2h的時間，在觀察期間內，發現除油過濾器正常運行時壓差讀數在0.3-6.1KPa之間變化，由再生向生產的切換瞬間最大達到22.5KPa（報警定值：20KPa），同時就地控制屏閃發紅色報警，因此可以說明除油過濾器壓差表可以實時反映真實壓差讀數，并不是長期停留在某個固定數值，而且根據除油過濾器壓差高報警出現的頻率每次都是5分鐘的倍數時間，也可以排除除油過濾器壓差表計故障導致的頻繁壓差高報警。

1.3 除油過濾器堵塞

除油過濾器堵塞也是常見的導致除油過濾器壓差高報警出現的一個主要原因，查詢以往的維修工單，發現約一半以上都是由于除油過濾器堵塞導致壓差高報警的故障維修工單。除油過濾器堵塞：一是由于除油過濾器長時間運行已達更換壽命而失效導致的堵塞;二是壓縮空氣管道內雜質突然增多導致短時間內迅速局部堵塞。如果是除油過濾器達到使用壽命失效引起的堵塞，其引起除油過濾器壓差高報警會長時間一直出現，所以可以排除由于除油過濾器超過使用壽命失效引起堵塞導致的此次報警現象;如果是由于壓縮空氣管道內雜質突然增多導致短時間內局部堵塞，確實會導致除油過濾器堵塞壓差高報警，而且如果堵塞情況不嚴重，也會出現頻繁閃發除油過濾器壓差高報警，但是這種情況下，其觸發除油過濾器壓差高報警出現的時間間隔就會是無規律的，而不會出現時間間隔為5分鐘的倍數這么規律的情況。故可以據此排除是因為除油過濾器堵塞導致的此次報警現象。

1.4 再生流量不夠導致充壓不充分

正常情況下，如圖1所示，當A塔吸附時，閥門201VA開啟，高水分含量的壓縮空氣經過201VA進入A塔，在向上流動過程中，壓縮空氣中的水汽被A塔中的吸附劑所吸附，失去水分的干燥壓縮空氣在自身壓力作用下，推開逆止閥205VA然后進入下游管網。在A塔進氣閥201VA開啟后，此時B塔底部的排氣閥204VA開啟，為攜帶大量水分的再生尾氣打開了排出通道。來自A塔的一部分干燥空氣經過再生流量調節閥207VA（207VA為手動調節閥）從上部進入B塔做自上而下的逆向流動，在上一周期中已被B塔吸附劑吸附的水分在低壓下解析出來后由再生壓縮空氣作為載體，經過204VA閥門及出口消音器排出，此時B塔內的吸附劑由于脫水而再生，此過程持續4.5分鐘，然后204VA關閉，此時A塔內的一部分干燥壓縮空氣繼續經過207VA為B塔進行充壓，正常情況下充壓結束后B塔內壓力會達到A塔內的壓力。此過程持續0.5分鐘，然后A塔進氣閥201VA關閉，隨后B塔進氣閥202VA開啟、A塔排氣閥203VA開啟進入A塔再生，B塔吸附的模式。對于任一塔而言，干燥5分鐘，再生4.5分鐘，充壓0.5分鐘。每10分鐘一個循環周期。

由于再生流量調節閥207VA初次調節好后，就會保持在固定開度，用來保證再生塔的空氣流量。若此再生流量調節閥開度過大會造成再生壓縮空氣的浪費而增加能源損耗。過小會導致再生塔再生效果不好或者導致充壓不充分。正常情況下，壓縮空氣管道在A/B塔每個周期循環運行時，自動閥門頻繁開關的過程中會引起相關的管道輕微振動，長時間運行后，此手動調節閥由于管道振動的原因不能保證其原來的固定開度而使再生流量減少時，會導致當再生塔再生完處于充壓階段時，在30秒時間內無法使再生塔升壓至與干燥塔內相同的壓力值（此時干燥塔壓力與入口管道壓力相同），從而導致A/B塔切換時（切換時間始終為程序設定好的5分鐘的倍數時間），進塔入口氣動閥開啟瞬間，由于塔內壓力小于進氣管道入口壓力而導致瞬間氣流壓差超過報警定值20KPa，從而導致干燥器入口除油過濾器瞬時閃發壓差高報警然后壓力平衡后壓差高報警又很快消失。

2 處理方法

為了驗證此次除油過濾器壓差高報警的觸發是由于再生流量不夠導致充壓不充分的原因，在專工的監護下，現場人員稍微開大再生流量調節閥的開度，然后在就地觀察一段時間，再根據實際情況微調。最終讓再生塔充壓時間結束后的壓力與干燥塔一致后停止調整，通過此次微調整再生流量調節閥，主控觸發的干燥器故障報警消除。就地控制屏上的報警也消失。同時干燥器后露點溫度也維持在-60攝氏度左右。隨后觀察幾天后，再無頻繁閃發除油過濾器壓差高報警的現象。

3 結論

通過對四種可能會導致除油過濾器壓差高報警的原因逐個進行分析，然后根據現場觀察到的其他現象和實際情況，利用排除法對四種可能的原因進行逐個排除，初步定位到再生流量調節閥處，然后通過調節開大再生流量調節閥的方法來驗證，最終發現通過微開再生流量調節閥后，之前頻繁觸發的除油過濾器壓差高報警不再出現，而且通過之后幾天的觀察，發現微調再生流量調節閥后，對干燥器的運行未產生其他不利影響。且干燥器后的露點溫度穩定在-60攝氏度左右。

參考文獻

[1]韓亞鐸，壓縮空氣系統初級課堂培訓教材，浙江海鹽：2018.11.

[2]核工業第二研究設計院，壓縮空氣生產系統手冊，浙江海鹽：2008.01.