棒磨機(jī)溫度測(cè)點(diǎn)異常問題分析及處理

焦寶林

摘 ?要：煤制甲醇裝置制漿系統(tǒng)棒磨機(jī)的測(cè)溫點(diǎn)較多，受現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)、電磁干擾等因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)溫點(diǎn)顯示故障，導(dǎo)致棒磨機(jī)非正常停車，給工藝生產(chǎn)帶來較多困擾。為消除這一隱患給安全運(yùn)行帶來的影響，通過對(duì)溫度測(cè)點(diǎn)安裝方式、信號(hào)線傳輸通道及測(cè)量回路接地等一一分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)周圍干擾信號(hào)過大、測(cè)量接線不規(guī)范、測(cè)量回路抗干擾模塊缺失是引起溫度顯示異常的真正原因，并根據(jù)不同隱患情況提出解決問題的方法予以處理。該方法對(duì)化工裝置中同類型磨機(jī)測(cè)溫異常的故障處理具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：棒磨機(jī); ?甲醇裝置; ?數(shù)顯表;溫度變送器;

引言

在化工裝置磨煤機(jī)溫度控制系統(tǒng)中，一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都采用了現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)顯表和繼電器組合形式，但由于磨機(jī)控制機(jī)柜安裝在磨機(jī)附近，所受的干擾越來越多，如地面震動(dòng)大，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境粉塵多，周圍大功率電機(jī)多，所受地磁干擾頻繁，都可能使磨機(jī)溫度檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)顯示異常。特別是在對(duì)磨機(jī)溫度運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行檢查參考時(shí)，數(shù)顯表由于沒有歷史溫度數(shù)據(jù)記錄與顯示功能，所以當(dāng)磨機(jī)出現(xiàn)測(cè)溫異常的情況，如何迅速研究磨機(jī)運(yùn)行溫度變化，發(fā)現(xiàn)磨機(jī)溫度異常原因，做出果斷處理措施，意義重大，研究分析溫度穩(wěn)定精確測(cè)量，對(duì)于實(shí)現(xiàn)工藝目的具有重要作用。

1 ? 棒磨機(jī)溫度異常現(xiàn)象概述

某公司水煤漿制甲醇采用棒磨機(jī)為江陰市亞特機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的水煤漿專用棒磨機(jī)，原始設(shè)計(jì)測(cè)溫系統(tǒng)采用PT100端面熱電阻+數(shù)顯表+繼電器控制系統(tǒng)。該公司自投運(yùn)以來，三臺(tái)棒磨機(jī)進(jìn)料端、出料端、小齒輪前后軸、電機(jī)前后軸的溫度控制系統(tǒng)一直存在以下異常的問題。

①當(dāng)進(jìn)料端溫度恒定情況下，進(jìn)料端兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度顯示值在45攝氏度左右，數(shù)值波動(dòng)不大，工作正常，但是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有環(huán)境較差時(shí)候，該處測(cè)溫點(diǎn)波動(dòng)頻繁，幅值50℃左右。

②電機(jī)定子溫度、電機(jī)前后軸溫度有時(shí)會(huì)出現(xiàn)同一時(shí)間段，頻繁波動(dòng)，有的溫度瞬間波動(dòng)超出跳車值，瞬間又回落到正常值。

③現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜密封性差，溫度數(shù)顯表故障頻發(fā)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為粉塵環(huán)境，磨機(jī)工作時(shí)地面震動(dòng)大，機(jī)柜內(nèi)接線端腐蝕嚴(yán)重，接線易松動(dòng)。

④數(shù)顯表顯示器內(nèi)LED數(shù)字顯示故障多，維修不方便，備件更換頻繁，供貨困難。

⑤棒磨機(jī)9個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)的故障信號(hào)并聯(lián)在一起，同時(shí)控制繼電器動(dòng)作，磨機(jī)任一溫度瞬間波動(dòng)引起的跳車，工作人員無法檢查，判斷具體時(shí)間哪一個(gè)溫度異常造成的故障跳車。

2 溫度異常原因分析及處理

2.1溫度異常原因分析

針對(duì)上述異?，F(xiàn)象特點(diǎn)，我們從干擾信號(hào)頻率和幅值、通道測(cè)量準(zhǔn)確性和抗干擾能力、測(cè)量回路的抗干擾措施等方面來進(jìn)行分析和研究。

2.1.1 熱電阻完好溫度顯示波動(dòng)原因分析

首先在磨機(jī)進(jìn)料端溫度接線處用標(biāo)準(zhǔn)電阻儀發(fā)送PT100電阻信號(hào)，校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果和溫度數(shù)值顯示正常，說明測(cè)量回路正常。用萬用表檢查PT100熱電阻值正常，判斷溫度信號(hào)波動(dòng)的原因在于接線端松動(dòng)所致。由于原始設(shè)計(jì)時(shí)所用熱電阻為端面熱電阻，引出線接線處未加裝接線盒，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，熱電阻引出線和延伸電纜接線處粘接磨機(jī)潤(rùn)滑油，絕緣膠帶松動(dòng)，導(dǎo)致接線端松動(dòng)，信號(hào)變差，引發(fā)磨機(jī)跳車。

2.1.2 ?小齒輪前后軸溫度波動(dòng)原因分析。磨機(jī)小齒輪前后軸各安裝一熱電阻測(cè)量溫度，用來檢測(cè)磨機(jī)小齒輪實(shí)際溫度運(yùn)行情況，由于磨機(jī)小齒輪位置緊靠磨機(jī)滾筒，磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的大量粉塵堆積在溫度探頭附近，工人清理積灰過程中，容易割斷溫度連接線，極易導(dǎo)致溫度值波動(dòng)，造成磨機(jī)跳車。

2.1.3 控制系統(tǒng)通道故障。公司磨機(jī)溫度系統(tǒng)使用的是數(shù)顯表+繼電器+控制開關(guān)進(jìn)行控制，該控制系統(tǒng)在磨機(jī)溫度系統(tǒng)控制方面屬于傳統(tǒng)控制方式，系統(tǒng)可靠性無絕對(duì)保障，系統(tǒng)通道故障率都很低，同時(shí)無通道故障自檢測(cè)功能。

2.1.4數(shù)顯表故障。磨機(jī)個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度通過熱電阻測(cè)量后以阻值的信號(hào)由電纜傳輸至溫溫度數(shù)顯表，經(jīng)過數(shù)顯表轉(zhuǎn)換為4—20mA信號(hào)傳輸至控制繼電器通道中。所以溫度數(shù)顯表是一個(gè)很重要的轉(zhuǎn)換元件，同時(shí)經(jīng)過歷次故障原因分析，因其故障造成溫度故障的占比高達(dá)30%以上。

2.1.5中間接線問題

通過溫度檢測(cè)回路示意圖可以看出，溫度測(cè)量回路中中間接點(diǎn)較多，主要有熱電阻外接引線至中間接線箱接點(diǎn)、線纜出中間接線箱接點(diǎn)、溫度數(shù)顯表的進(jìn)、出接點(diǎn)及供電接點(diǎn)。同時(shí)可能出現(xiàn)線路損壞包括熱電阻外接引線、延伸線路、220V供電線路的短路或接地及短路，以及線路屏蔽遭到破壞以至于屏蔽失效或引入更大的干擾等。

3確定主要故障因素。

按照引起機(jī)組溫度異常的各種原因分類，我們對(duì)公司磨機(jī)2018—2019年機(jī)組溫度異常情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。探頭故障3次，線路故障18次，數(shù)顯表故障13次，控制通道故障0次，實(shí)際波動(dòng)造成跳車5次。

4.制定對(duì)策

針對(duì)分析出引起磨機(jī)溫度頻繁波動(dòng)故障的要因，主要從以下思路入手來制定對(duì)策：

通過提高設(shè)備設(shè)施的可靠性穩(wěn)定性來減少故障;通過減少故障點(diǎn)來保障運(yùn)行穩(wěn)定;通過優(yōu)化系統(tǒng)程序，提高程序?qū)囟忍兊谋孀R(shí)，提高磨機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。采用更為可靠的溫度變送器，經(jīng)過調(diào)查研究以及多年來公司對(duì)于各類溫度變送器的使用情況綜合分析，最終制定應(yīng)對(duì)策略。

4.1將原使用的DY2000型溫度數(shù)顯表更換為可靠性更高、使用壽命更長(zhǎng)的西門子溫度變送器，提高變送器的可靠性與穩(wěn)定性。

4.2將原先需要單獨(dú)供220V電源的四線制溫度變送器更換為直接由FTA板有源回路供電兩線制變送器，減少因供電電源及供電線路故障而引起溫度故障。

4.3修改溫度變送器內(nèi)部組態(tài)，由向上掃描改為向下掃描，消除因輸入線路故障、探頭故障、屏蔽失效干擾等引起溫度跳變而導(dǎo)致磨機(jī)誤停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3將熱電阻的外接引線從磨機(jī)引出端至接線箱及接線箱至電纜橋架中間部分使用穿線硬管進(jìn)行保護(hù)處理。將接線箱內(nèi)接線端子更換為更為可靠耐用的接線端子;同時(shí)使用耐高溫電纜替換原先的普通電纜，確保電纜的可靠性。

4.4優(yōu)化控制系統(tǒng)的程序組態(tài)，通過程序內(nèi)部檢測(cè)磨機(jī)溫度出現(xiàn)異常跳變時(shí)將其跳變值進(jìn)行屏蔽，不參與磨機(jī)跳機(jī)聯(lián)鎖，消除因輸入線路故障、通道故障等引起溫度跳變而導(dǎo)致磨機(jī)誤停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)策實(shí)施

4.5、對(duì)磨機(jī)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，通過優(yōu)化邏輯組態(tài)，增加對(duì)輸入溫度值的判斷，對(duì)溫度出現(xiàn)的跳變情況進(jìn)行有效過濾。

4.6溫度變送器由溫度數(shù)顯表改為西門子變送器，由四線制溫度數(shù)顯表改為由卡件直接供電的兩線制溫度變送器，減少了因供電電源及供電線路故障增加的故障，修改溫度變送器內(nèi)部組態(tài)，消除因溫度突變輸入線路故障引起的機(jī)組誤動(dòng)作。

5.改造后效果

對(duì)公司磨機(jī)各溫度點(diǎn)回路改造后，對(duì)溫度點(diǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。

在觀察運(yùn)行的五個(gè)月里故障次數(shù)只有一次，故障率大大降低！根據(jù)概率計(jì)算可以得出，預(yù)計(jì)全年故障次數(shù)為3次，本改造實(shí)現(xiàn)了年故障次數(shù)為小于4次的目標(biāo)，充分證明本改造活動(dòng)進(jìn)行的非常成功。

參考文獻(xiàn)

1?；哿?發(fā)電廠集散控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)研究.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2009.28

2王琦.分散控制系統(tǒng)抗干擾性能測(cè)試與方法探討.中國(guó)電力，2008.41（12）

3黃步余.石油化工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)手冊(cè).2020.12第四版。