SAP干燥器除油過濾器壓差高頻繁報(bào)警分析

郭慶沖 紀(jì)春雷

摘 要

2016年某日夜班，某電廠主控室頻繁閃發(fā)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)（SAP）干燥器故障報(bào)警，根據(jù)干燥器就地控制屏的故障信息，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過分析四種導(dǎo)致此報(bào)警的原因，然后逐個(gè)排除，最終結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)為再生流量不夠?qū)е鲁鋲翰怀浞?，在干燥塔切換時(shí)由于塔內(nèi)與塔入口壓力不一致產(chǎn)生的瞬時(shí)壓差觸發(fā)瞬發(fā)過濾器壓差高報(bào)警。

關(guān)鍵詞

除油過濾器;壓差高;干燥器

中圖分類號(hào)： TF808 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(fā)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)（SAP）干燥器故障報(bào)警，主控人員立即聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)人員就地查看，現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)干燥器就地控制屏故障信息欄內(nèi)記錄信息為除油過濾器壓差高?，F(xiàn)場(chǎng)人員重新仔細(xì)翻看前后的幾十條故障信息內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律，首先該壓差高報(bào)警觸發(fā)后很短時(shí)間內(nèi)立即消失，其次，該壓差高報(bào)警發(fā)生的頻率為10分鐘/20分鐘/5分鐘不同時(shí)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(jī)出口壓縮空氣中可能會(huì)存在的油、水、氣溶膠和因此形成的霧滴，收集起來由自動(dòng)排放閥排出。

該電廠壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)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(yīng)，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(jié)流、減壓引入待再生多干燥塔內(nèi)，有效地利用該塔吸附劑床層中仍保留的吸附熱，對(duì)吸附劑所吸收的水分進(jìn)行脫附干燥而完成再生，達(dá)到無熱再生的目的。每10分鐘為一循環(huán)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(dǎo)致過濾器瞬時(shí)壓差高的原因有以下四個(gè)。

1.1 干燥塔嚴(yán)重破損

干燥塔塔體有破損時(shí)，干燥塔內(nèi)壓力就無法保證而快速泄壓，然后導(dǎo)致除油過濾器前后壓差過大而觸發(fā)除油過濾器壓差高。同時(shí)干燥器露點(diǎn)溫度也無法維持而觸發(fā)露點(diǎn)高報(bào)警。首先如果干燥塔有破損時(shí)，從外觀可以初步判斷，同時(shí)會(huì)因?yàn)樗?nèi)外壓力差而伴隨巨大氣流聲。這些現(xiàn)象當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)都沒有出現(xiàn)，而且該干燥器后露點(diǎn)溫度一直維持在-60攝氏度左右，故可以排除此因素導(dǎo)致的除油過濾器壓差高報(bào)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(huì)誤發(fā)故障報(bào)警，因?yàn)橹俺霈F(xiàn)的多次除油過濾器壓差高報(bào)警故障工單有約三分之一的數(shù)量都是因?yàn)槌瓦^濾器壓差表計(jì)故障導(dǎo)致的故障工單，那么此次的除油過濾器壓差高報(bào)警是否也是儀表故障引起的呢？帶著疑問，現(xiàn)場(chǎng)人員決定在就地觀察2h的時(shí)間，在觀察期間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)除油過濾器正常運(yùn)行時(shí)壓差讀數(shù)在0.3-6.1KPa之間變化，由再生向生產(chǎn)的切換瞬間最大達(dá)到22.5KPa（報(bào)警定值：20KPa），同時(shí)就地控制屏閃發(fā)紅色報(bào)警，因此可以說明除油過濾器壓差表可以實(shí)時(shí)反映真實(shí)壓差讀數(shù)，并不是長期停留在某個(gè)固定數(shù)值，而且根據(jù)除油過濾器壓差高報(bào)警出現(xiàn)的頻率每次都是5分鐘的倍數(shù)時(shí)間，也可以排除除油過濾器壓差表計(jì)故障導(dǎo)致的頻繁壓差高報(bào)警。

1.3 除油過濾器堵塞

除油過濾器堵塞也是常見的導(dǎo)致除油過濾器壓差高報(bào)警出現(xiàn)的一個(gè)主要原因，查詢以往的維修工單，發(fā)現(xiàn)約一半以上都是由于除油過濾器堵塞導(dǎo)致壓差高報(bào)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(shí)間運(yùn)行已達(dá)更換壽命而失效導(dǎo)致的堵塞;二是壓縮空氣管道內(nèi)雜質(zhì)突然增多導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)迅速局部堵塞。如果是除油過濾器達(dá)到使用壽命失效引起的堵塞，其引起除油過濾器壓差高報(bào)警會(huì)長時(shí)間一直出現(xiàn)，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(dǎo)致的此次報(bào)警現(xiàn)象;如果是由于壓縮空氣管道內(nèi)雜質(zhì)突然增多導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)局部堵塞，確實(shí)會(huì)導(dǎo)致除油過濾器堵塞壓差高報(bào)警，而且如果堵塞情況不嚴(yán)重，也會(huì)出現(xiàn)頻繁閃發(fā)除油過濾器壓差高報(bào)警，但是這種情況下，其觸發(fā)除油過濾器壓差高報(bào)警出現(xiàn)的時(shí)間間隔就會(huì)是無規(guī)律的，而不會(huì)出現(xiàn)時(shí)間間隔為5分鐘的倍數(shù)這么規(guī)律的情況。故可以據(jù)此排除是因?yàn)槌瓦^濾器堵塞導(dǎo)致的此次報(bào)警現(xiàn)象。

1.4 再生流量不夠?qū)е鲁鋲翰怀浞?/p>

正常情況下，如圖1所示，當(dāng)A塔吸附時(shí)，閥門201VA開啟，高水分含量的壓縮空氣經(jīng)過201VA進(jìn)入A塔，在向上流動(dòng)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(jìn)入下游管網(wǎng)。在A塔進(jìn)氣閥201VA開啟后，此時(shí)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(jīng)過再生流量調(diào)節(jié)閥207VA（207VA為手動(dòng)調(diào)節(jié)閥）從上部進(jìn)入B塔做自上而下的逆向流動(dòng)，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(jīng)過204VA閥門及出口消音器排出，此時(shí)B塔內(nèi)的吸附劑由于脫水而再生，此過程持續(xù)4.5分鐘，然后204VA關(guān)閉，此時(shí)A塔內(nèi)的一部分干燥壓縮空氣繼續(xù)經(jīng)過207VA為B塔進(jìn)行充壓，正常情況下充壓結(jié)束后B塔內(nèi)壓力會(huì)達(dá)到A塔內(nèi)的壓力。此過程持續(xù)0.5分鐘，然后A塔進(jìn)氣閥201VA關(guān)閉，隨后B塔進(jìn)氣閥202VA開啟、A塔排氣閥203VA開啟進(jìn)入A塔再生，B塔吸附的模式。對(duì)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(gè)循環(huán)周期。

由于再生流量調(diào)節(jié)閥207VA初次調(diào)節(jié)好后，就會(huì)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(diào)節(jié)閥開度過大會(huì)造成再生壓縮空氣的浪費(fèi)而增加能源損耗。過小會(huì)導(dǎo)致再生塔再生效果不好或者導(dǎo)致充壓不充分。正常情況下，壓縮空氣管道在A/B塔每個(gè)周期循環(huán)運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)閥門頻繁開關(guān)的過程中會(huì)引起相關(guān)的管道輕微振動(dòng)，長時(shí)間運(yùn)行后，此手動(dòng)調(diào)節(jié)閥由于管道振動(dòng)的原因不能保證其原來的固定開度而使再生流量減少時(shí)，會(huì)導(dǎo)致當(dāng)再生塔再生完處于充壓階段時(shí)，在30秒時(shí)間內(nèi)無法使再生塔升壓至與干燥塔內(nèi)相同的壓力值（此時(shí)干燥塔壓力與入口管道壓力相同），從而導(dǎo)致A/B塔切換時(shí)（切換時(shí)間始終為程序設(shè)定好的5分鐘的倍數(shù)時(shí)間），進(jìn)塔入口氣動(dòng)閥開啟瞬間，由于塔內(nèi)壓力小于進(jìn)氣管道入口壓力而導(dǎo)致瞬間氣流壓差超過報(bào)警定值20KPa，從而導(dǎo)致干燥器入口除油過濾器瞬時(shí)閃發(fā)壓差高報(bào)警然后壓力平衡后壓差高報(bào)警又很快消失。

2 處理方法

為了驗(yàn)證此次除油過濾器壓差高報(bào)警的觸發(fā)是由于再生流量不夠?qū)е鲁鋲翰怀浞值脑?，在專工的監(jiān)護(hù)下，現(xiàn)場(chǎng)人員稍微開大再生流量調(diào)節(jié)閥的開度，然后在就地觀察一段時(shí)間，再根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)。最終讓再生塔充壓時(shí)間結(jié)束后的壓力與干燥塔一致后停止調(diào)整，通過此次微調(diào)整再生流量調(diào)節(jié)閥，主控觸發(fā)的干燥器故障報(bào)警消除。就地控制屏上的報(bào)警也消失。同時(shí)干燥器后露點(diǎn)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(fā)除油過濾器壓差高報(bào)警的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

通過對(duì)四種可能會(huì)導(dǎo)致除油過濾器壓差高報(bào)警的原因逐個(gè)進(jìn)行分析，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察到的其他現(xiàn)象和實(shí)際情況，利用排除法對(duì)四種可能的原因進(jìn)行逐個(gè)排除，初步定位到再生流量調(diào)節(jié)閥處，然后通過調(diào)節(jié)開大再生流量調(diào)節(jié)閥的方法來驗(yàn)證，最終發(fā)現(xiàn)通過微開再生流量調(diào)節(jié)閥后，之前頻繁觸發(fā)的除油過濾器壓差高報(bào)警不再出現(xiàn)，而且通過之后幾天的觀察，發(fā)現(xiàn)微調(diào)再生流量調(diào)節(jié)閥后，對(duì)干燥器的運(yùn)行未產(chǎn)生其他不利影響。且干燥器后的露點(diǎn)溫度穩(wěn)定在-60攝氏度左右。

參考文獻(xiàn)

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[2]核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院，壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)手冊(cè)，浙江海鹽：2008.01.