消除某化工裝置CM-115低電流聯(lián)鎖回路隱患

王曉兵 王斌 穆赫甫力·麥麥提

1.獨山子供水供電公司，中國·新疆 獨山子 833699

2.獨山子熱電廠，中國·新疆 獨山子 833699

1 引言

CM-115電機是某化工裝置的核心設備，是公司級關鍵機組，如果CM-115停機，氧氣混合站就必須聯(lián)鎖停工，否則就有爆炸風險。該機帶低電流聯(lián)鎖，其聯(lián)鎖信號是從開關柜內(nèi)的電流變送器發(fā)出，當運行電流低于設定的低電流聯(lián)鎖值時，就默認CM-115停機，裝置停工。因該機組電流變送器工作電源存在一定的弊端和隱患缺陷，導致多次發(fā)生低電流聯(lián)鎖故障，CM-115并未停機卻聯(lián)鎖氧氣混合站造成停工3次，給該廠帶來較大的經(jīng)濟損失。因此，消除此設備聯(lián)鎖回路隱患對該化工裝置的正常運行具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

CM-115給低電流聯(lián)鎖發(fā)信號的電流變送器，其工作電源為交流110V，是取自6kV母線PT二次線電壓100V，通過100∶110隔離變壓器轉(zhuǎn)變而來，如圖1所示。如果母線PT二次回路發(fā)生一相或兩相斷線，就會造成隔離變壓器原邊100V電壓消失，進而造成變壓器副邊110V電壓也消失，電流變送器工作電源消失后輸出電流就變?yōu)?A，工藝主控室DCS接收不到CM-115電流信號，系統(tǒng)默認CM-115運行電流為0A，聯(lián)鎖邏輯就默認CM-115停機，因此就低電流聯(lián)鎖氧氣混合站停工[1]。其中因母線PT二次回路發(fā)生一相或兩相斷線，造成電流變送器工作電源故障，聯(lián)鎖該化工廠某化工裝置氧氣混合站停工多次，給該化工廠造成的損失可達210萬元之多。

圖1 原電流變送器工作電源

3 聯(lián)鎖邏輯系統(tǒng)加固設計

CM-115低電流聯(lián)鎖邏輯系統(tǒng)主要設備包括邏輯輸入部分、邏輯運算部分、邏輯輸出部分和電流變送器工作電源傳感器等。電流變送器負責接收大電流并轉(zhuǎn)變成4～20mA信號送入邏輯輸入端，邏輯運算部分根據(jù)輸入電流的大小作出判斷，如果電動機運行電流低于67A（額定電流142A），就默認CM-115達到了低電流聯(lián)鎖條件，邏輯輸出部分將邏輯運算結(jié)果通過輸出模件，發(fā)出聯(lián)鎖氧氣混合站聯(lián)鎖停工信號，這種聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)屬于一選一，有聯(lián)鎖誤動可能性[2]。電流變送器屬于邏輯輸入部分，因電流變送器工作電源不穩(wěn)定導致運行電流降低或消失，從而低電流聯(lián)鎖引起氧氣混合站停工，屬于聯(lián)鎖誤動。因此，需要加固聯(lián)鎖可靠性，根據(jù)聯(lián)鎖邏輯，在不影響設計功能，增加CM-115電動機運行信號消失或變位，作為聯(lián)鎖判據(jù)，將聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)加固為二選二，只有2個聯(lián)鎖判據(jù)同時達到聯(lián)鎖條件，才能發(fā)出聯(lián)鎖氧氣混合站聯(lián)鎖停工信號，這樣即可增加聯(lián)鎖可靠性，又可以避免聯(lián)鎖誤動導致裝置停工。

4 聯(lián)鎖邏輯系統(tǒng)加固控制方案實現(xiàn)

4.1 更換工作電源不間斷的電流變送器

電流變送器據(jù)工作電源常用的有三類：交流電源型、直流電源型和無源型。無源電流變送器線路損耗和干擾較大，不兼容原自控系統(tǒng)[3]。交流電源型還需從UPS敷設電纜，UPS轉(zhuǎn)檢修多了一重不穩(wěn)定因素，直流電源變送器由直流屏供出，即便交流回路有故障，還有蓄電池供電，可靠性很高。其開關柜內(nèi)可就近接取電源，施工便利，應為首選。

經(jīng)實地考證，選用了德國GMC公司的電流變送器，型號SINEAX I552，測量輸入0～1A/5A，測量輸出0～20mA，供電電源85-230V AC/DC。

4.2 聯(lián)鎖邏輯軟件設計

低電流聯(lián)鎖控制流程如圖2所示，聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)屬于一選一，極易發(fā)生誤動。為提高聯(lián)鎖可靠性，在不影響原設計和裝置保護功能，通過增加聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，由原來的低電流單一聯(lián)鎖，增加運行信號消失和低電流聯(lián)鎖同時達到條件時才發(fā)出聯(lián)鎖信號，聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)改為二選二，如圖3所示。

圖2 一選一聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)

圖3 二選二聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)

5 結(jié)語

CM-115低電流聯(lián)鎖回路改造后，自2019年8月中旬開工以來，該機組投產(chǎn)近兩年，電氣控制回路運行穩(wěn)定，再未發(fā)生過低電流誤聯(lián)鎖停工事故，相當于給該廠增加間接經(jīng)濟效益，也減輕了電氣維護人員工作強度，論文結(jié)合某化工裝置CM-115低電流聯(lián)鎖回路隱患故障，從其故障現(xiàn)象、特點本質(zhì)進行了分析，提出了一些相應的改進措施，以便從事化工企業(yè)供電系統(tǒng)的工作人員能更好地對此類事故隱患的發(fā)生有所認識，從而避免類似事故的發(fā)生，也具有很好的社會效益，希望能為同行們提供一點借鑒和參考。