輸氣站場調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)設(shè)備故障研究與應(yīng)用

趙哲峰

摘 要：輸氣站場壓力控制系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備是由安全切斷閥（SSV）、監(jiān)控調(diào)壓閥（PCV）、工作調(diào)壓閥（PV）按照從上游至下游的順序串連一起，安全切斷閥、監(jiān)控調(diào)壓閥、工作調(diào)壓閥應(yīng)為相互獨(dú)立的設(shè)備。正常情況下，安全切斷閥和監(jiān)控調(diào)壓閥處于全開位置，由工作調(diào)壓閥對(duì)下游壓力進(jìn)行控制。鑒于此，本文對(duì)輸氣站場調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)設(shè)備故障研究與應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：輸氣站場；調(diào)壓機(jī)柜；設(shè)備故障；應(yīng)用

1 運(yùn)行中存在的問題

1.1 同級(jí)負(fù)載供電問題

自控及通信機(jī)柜內(nèi)設(shè)計(jì)之初的供電方式為UPS單回路供電，其中機(jī)柜中的24V電源、風(fēng)扇及照明系統(tǒng)電源均來自站場UPS供電輸出，屬于同級(jí)負(fù)載。采取此類設(shè)置在后續(xù)的生產(chǎn)運(yùn)行中存在的缺陷就是機(jī)柜中的風(fēng)扇或照明燈管屬于易老化損壞部件，一旦出現(xiàn)老化燒毀，引起供電回路電流瞬間增大，極易導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)的空開越級(jí)跳閘現(xiàn)象，從而導(dǎo)致總空開跳閘。某輸氣站場在日常運(yùn)行中出現(xiàn)過風(fēng)扇因電磁線圈老化，線圈內(nèi)部短路，引起回路電流瞬間增大，ESD機(jī)柜總空開跳閘，ESD機(jī)柜掉電觸發(fā)ESD關(guān)斷。調(diào)壓機(jī)柜設(shè)計(jì)之初同樣存在此類同級(jí)負(fù)載問題，一旦出現(xiàn)機(jī)柜掉電問題嚴(yán)重影響下游用戶平穩(wěn)供氣。

1.2 壓力控制設(shè)備定壓問題

PV閥可以預(yù)先設(shè)定出口壓力而自動(dòng)控制開度，輸氣站場正常供氣調(diào)壓時(shí)，根據(jù)調(diào)壓下游用戶的分輸壓力要求確定PV壓力設(shè)定值Pw，Pw一般接近正常供氣壓力范圍的上限值。調(diào)壓支路在手動(dòng)控制模式下，通過手動(dòng)給定PV閥開度進(jìn)行手動(dòng)控制下游壓力、流量，不存在PV閥壓力設(shè)定的情況。針對(duì)SSV、PCV壓力設(shè)定值，《規(guī)范》在說明中參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN12186）指出，調(diào)壓系統(tǒng)中安全切斷閥、監(jiān)控調(diào)壓閥、工作調(diào)壓閥的壓力設(shè)定值關(guān)系為：SP1（安全切斷閥）>SP2（監(jiān)控調(diào)壓閥）>SP3（工作調(diào)壓閥）；要求SP1≤MIPd（氣體調(diào)壓系統(tǒng)下游最大偶然出現(xiàn)的壓力），SP2≤TOPd（調(diào)壓系統(tǒng)下游壓力調(diào)節(jié)裝置可控制的臨時(shí)操作壓力），EN12186給出了TOP、MIP與MOP的關(guān)系，但未給出TOP、MIP與管道設(shè)計(jì)壓力的關(guān)系，且指出MOP≤DP（設(shè)計(jì)壓力），使用關(guān)系式時(shí)，MOP取值為DP，MAOP=MOP，當(dāng)MOP>4MPa時(shí)，在調(diào)節(jié)閥控制下的臨時(shí)操作壓力TOPd（既監(jiān)控調(diào)壓閥的設(shè)定壓力）=1.1MAOP；安全裝置限定的短時(shí)間內(nèi)能經(jīng)受的最大偶然壓力MIPd（即切斷壓力）=1.15MAOP；即SP3

1.3 管路自動(dòng)邏輯切換設(shè)置問題

與手動(dòng)模式運(yùn)行相比，調(diào)壓系統(tǒng)自動(dòng)模式運(yùn)行能根據(jù)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行PID運(yùn)算，避免頻繁的人為手動(dòng)輸入閥位值，減少出錯(cuò)幾率以及工作量，同時(shí)自動(dòng)模式運(yùn)行還具備管路事故關(guān)斷報(bào)警后的管路邏輯切換功能。在自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)，當(dāng)在用支路工作調(diào)壓閥出現(xiàn)事故關(guān)斷時(shí)，系統(tǒng)檢測到信號(hào)時(shí)經(jīng)過120秒延時(shí)，備用支路自動(dòng)啟用開啟工作調(diào)壓閥，實(shí)現(xiàn)管路邏輯切換功能。在管路邏輯切換時(shí)，備用支路工作調(diào)壓閥開啟，但備用支路的的進(jìn)口電動(dòng)球閥并未開啟，因此導(dǎo)致備用調(diào)壓支路氣路未導(dǎo)通。

2 問題處理措施

2.1 綜合布線機(jī)柜內(nèi)設(shè)備的配置

綜合布線系統(tǒng)采用開放式星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可劃分成七個(gè)部分：工作區(qū)子系統(tǒng)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、進(jìn)線間子系統(tǒng)。其中，配線子系統(tǒng)由工作區(qū)的信息插座模塊、信息插座模塊至配線設(shè)備（FD）的配線電纜和光纜、配線設(shè)備及設(shè)備纜線和跳線等組成。綜合布線機(jī)柜為內(nèi)接主干電纜、光纜及水平電纜的主要設(shè)備。包含有配線架、理線器、交換機(jī)、模塊、跳線及尾纖等。

由于綜合布線機(jī)柜內(nèi)設(shè)備眾多，合理的配備與布置至關(guān)重要。首先要確定電信間所帶網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)及語音信息點(diǎn)的數(shù)量，然后計(jì)算出交換機(jī)、配電架及 110 配電架等設(shè)備的數(shù)量，最后勾畫出機(jī)柜內(nèi)部設(shè)備的位置圖。辦公和管理都離不開及時(shí)、迅速、有效的信息通訊，建立一套投資合理、高效、先進(jìn)的開放型布線系統(tǒng)并充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性和未來的擴(kuò)展能力，使整個(gè)大樓滿足數(shù)據(jù)、圖像、多媒體信息大容量、高速的傳輸。故網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)與語音信息點(diǎn)的數(shù)量與日俱增。確定機(jī)柜的大小與數(shù)量、電信間的面積及每臺(tái)機(jī)柜的最大出線能力，是作為設(shè)計(jì)人員必備的能力。

2.2 設(shè)置電源監(jiān)控點(diǎn)

報(bào)警系統(tǒng)的作用在于及時(shí)提醒操作人員密切注視生產(chǎn)中的運(yùn)行參數(shù)，以便采取措施預(yù)防事故的發(fā)生，是保證安全生產(chǎn)的重要措施。調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)控制電磁閥供電狀況是從電源空開經(jīng)保險(xiǎn)到繼電器上端進(jìn)線處為正常帶電狀態(tài)，當(dāng)繼電器接收到信號(hào)時(shí)動(dòng)作導(dǎo)通電磁閥220V供電電路，電磁閥帶電開啟，因此選擇在機(jī)柜內(nèi)繼電器上端進(jìn)線正常帶電處設(shè)置電源監(jiān)控點(diǎn)，確保當(dāng)機(jī)柜內(nèi)控制電磁閥供電的電源空開故障、保險(xiǎn)燒壞、連接線路端子松動(dòng)造成供電斷路時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)使值班人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題。

2.3 供電改造優(yōu)化調(diào)整

針對(duì)機(jī)柜內(nèi)單回路供電問題實(shí)施供電改造優(yōu)化調(diào)整，將自控、通信一級(jí)關(guān)鍵負(fù)荷采用雙電源、雙回路UPS供電模式，解決可靠供電問題。同時(shí)實(shí)現(xiàn)為機(jī)柜內(nèi)風(fēng)扇及照明等輔助設(shè)備單獨(dú)提供1路非UPS電源供電。通過對(duì)自控及通信機(jī)柜供電優(yōu)化改造，將風(fēng)扇、照明電源與關(guān)鍵負(fù)荷電源進(jìn)行分開設(shè)置，互不影響，避免了運(yùn)行中風(fēng)扇和照明等易損部件非關(guān)鍵負(fù)荷電源因故障造成機(jī)柜內(nèi)電源整體失電，提高了設(shè)備運(yùn)行完好率。

2.4 邏輯程序優(yōu)化設(shè)置

通過專業(yè)自控人員對(duì)程序修改設(shè)置，將調(diào)壓撬進(jìn)口電動(dòng)球閥添加設(shè)置到邏輯程序當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)當(dāng)在用調(diào)壓支路事故關(guān)斷后，達(dá)到延時(shí)時(shí)間后首先開啟電動(dòng)球閥，再開啟調(diào)壓閥。需要注意的是在對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化修改設(shè)置時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備須做好安全防范措施，同時(shí)程序修改完畢后進(jìn)行管路邏輯切換測試。通過對(duì)調(diào)壓程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置滿足了實(shí)際生產(chǎn)需要。

3 結(jié)束語

調(diào)壓撬作為輸氣站場重要的撬裝設(shè)備，負(fù)責(zé)向下游用戶調(diào)節(jié)壓力與流量。隨著生產(chǎn)過程自動(dòng)化的提高，輸氣站場針對(duì)現(xiàn)場調(diào)壓設(shè)備設(shè)置了調(diào)壓機(jī)柜，調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及自動(dòng)控制調(diào)壓撬設(shè)備運(yùn)行，并實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場參數(shù)，同時(shí)能夠與站場緊急停車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)。因此在日常生產(chǎn)運(yùn)行中保證調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行非常有必要，本文從輸氣站場的調(diào)壓機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行中存在的故障問題入手，探求問題出現(xiàn)原因，提出合理應(yīng)對(duì)措施，提高設(shè)備運(yùn)行完好率。

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