硝酸生產(chǎn)裝置四合一機組跳車原因分析與處理

李曉峰

（河南神馬尼龍化工有限責任公司，河南平頂山 467013）

0 引言

某公司有兩套年產(chǎn)10.5 萬噸硝酸裝置，采用雙加壓法生產(chǎn)稀硝酸，雙加壓法為氨氧化反應在中壓下進行，而二氧化氮氣體吸收則是在高壓下進行。由于它具有氨消耗低、鉑損耗小，單機組生產(chǎn)能力大，尾氣中氮氧化物含量低等特點，目前已成為普遍采用的硝酸生產(chǎn)工藝[1]。在生產(chǎn)過程中曾經(jīng)出現(xiàn)機組振動高、軸瓦溫度高等聯(lián)鎖跳車情況，這些情況比較好分析解決，以下所述的情況較為復雜，涉及到WOODWARD505 數(shù)字式調(diào)節(jié)器、PLC、DCS、SIS（Safety Instrumented System，安全儀表系統(tǒng)）間互為輸入、輸出條件的控制狀態(tài)，不是單一的跳車因素，希望能與同行們一起交流，不斷提高裝置的長周期穩(wěn)定運行。

1 控制系統(tǒng)報警信息

機組PLC 同一時間出現(xiàn)了5 條報警信息：①505 停機；②工藝系統(tǒng)聯(lián)鎖停機首出；③505 停機信號聯(lián)鎖停機；④汽機排氣壓力高聯(lián)鎖停機；⑤工藝系統(tǒng)停機信號聯(lián)鎖停（圖1）。

圖1 PLC 報警信息

對報警信息進行解讀：①505 停機是WOODWARD505 數(shù)字式調(diào)節(jié)器發(fā)送到PLC 的DI 停機信號；②工藝系統(tǒng)聯(lián)鎖停機首出指的是液位開關(guān)LS106 動作為第一信號；③505 停機信號聯(lián)鎖停機是PLC 發(fā)送到WOODWARD505 數(shù)字式調(diào)節(jié)器的DO 停機信號；④汽機排氣壓力高聯(lián)鎖停機是壓力開關(guān)PS-6401 發(fā)送到PLC 的DI 信號；⑤工藝系統(tǒng)停機信號聯(lián)鎖停是液位開關(guān)LS106 動作發(fā)送到PLC 的DI 信號。

2 PLC 報警信息的排查

2.1 WOODWARD505 數(shù)字式調(diào)節(jié)器

WOODWARD505 數(shù)字式調(diào)節(jié)器的輸入信號有汽輪機轉(zhuǎn)速探頭SE-6401、SE-6402。在開機前，在軸上貼一個反光點（鋁箔紙），直接用紅外測速儀測得的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速探頭測的轉(zhuǎn)速。輸出信號有11 個回路，分別是4 路AI 輸出、7 路DI 輸出，用多用表測量輸出電流信號及接點信號正常。

2.2 工藝系統(tǒng)聯(lián)鎖停機

工藝系統(tǒng)聯(lián)鎖停機首出指的是液位開關(guān)LS-106，現(xiàn)場是一臺浮筒式液位開關(guān)，接線為常閉觸點，經(jīng)解體測試開關(guān)動作正常。另外，液位開關(guān)報警時LT-105 液位變送器（同一測點）顯示35%液位且穩(wěn)定。

2.3 汽機排氣壓力高聯(lián)鎖停機

汽機排氣壓力高聯(lián)鎖停機是壓力開關(guān)PS-6401，現(xiàn)場是一臺機械式開關(guān)，接線為常閉觸點，經(jīng)打壓試驗開關(guān)動作正常。另外，壓力開關(guān)報警時PT-6403 壓力變送器（同一測點）停車前壓力趨勢正常穩(wěn)定。

3 SIS 系統(tǒng)中的SOE 記錄信息的排查

SOE 記錄信息見圖2，液位開關(guān)LS-106 接線方式是：經(jīng)接線箱，進入到SIS 柜安全柵，安全柵一分二，一路返回到DCS 上顯示報警，一路直接進入SIS 系統(tǒng)數(shù)字量輸入模塊DI。當開關(guān)狀態(tài)為0 時，觸發(fā)SIS 系統(tǒng)聯(lián)鎖。

圖2 SIS 系統(tǒng)中的SOE 記錄信息

SIS 信息顯示為液位開關(guān)回路LSA-106 在15:17:39 .541.1動作，15:17:39 .704.0 自動恢復，現(xiàn)場的液位開關(guān)從動作到回復達不到0.15 s 這個量級，只有安全柵電子元器件能達到這個動作級別，且被SIS 系統(tǒng)記錄下來，所以更換了對安全柵。

4 機組跳車的原因分析及處理方法

液位開關(guān)LS106 接入SIS 系統(tǒng)參與聯(lián)鎖，而壓力開關(guān)PS6401 接入PLC 系統(tǒng)參與聯(lián)鎖，兩個系統(tǒng)分別在兩個控制室、沒有聯(lián)系，卻在同一時間出現(xiàn)報警信息。停車后現(xiàn)場多次模擬開關(guān)PS6401、LS106 動作試驗，SIS、DCS、PLC 都動作正常，且無法再現(xiàn)跳車時出現(xiàn)的報警信息。針對這種情況，分別對5 條報警信息的電源供電、信號輸入、信號輸出、端子排的每個端子拆下檢查，測量端子間阻值、電纜對地絕緣進行了排查，未發(fā)現(xiàn)異常。

（1）SIS 系統(tǒng)中的SOE 記錄信息為液位開關(guān)回路LSA-106 在15:17:39 .541.1 動作，15:17:39 .704.0 自動恢復，現(xiàn)場的液位開關(guān)從動作到回復達不到0.15 s 這個量級，只有安全柵電子元器件能達到這個動作級別，且被SIS 系統(tǒng)記錄下來，安全起見對安全柵及DI 信號通道進行了更換。

（2）汽機排氣壓力高PS-6401 壓力開關(guān)跳車信息應為DI 通道瞬間不正常，安全起見對DI 信號通道進行了更換。

5 結(jié)論

正常情況下通過系統(tǒng)的報警信息、系統(tǒng)狀態(tài)圖、日志信息或趨勢曲線就能夠查找到跳車的原因，設備的問題容易處理，如果通過測試設備沒有問題就要排查中間環(huán)節(jié)的接線端子，壓線鼻子的排查也很關(guān)鍵，因為氧化、腐蝕會造成接觸不良，影響信號的傳遞，一般情況下使用鍍鉻的接線端子較好，特別重要的場合可以選擇鍍銀接線端子。為保證機組的長周期運行，對于使用時間較長的安全柵、繼電器、系統(tǒng)的輸入輸出模塊更換也是有必要的。采取上述措施后，硝酸裝置開車生產(chǎn)至今很穩(wěn)定。