摘要：介绍DCS上空压机排气压力显示异常的故障现象及排查过程，通过更换模块柜模块和切换主控单元彻底解决了问题。
关键词：空压机排气压力；压力变送器；模块；主控单元
前言
河南豫光金铅股份有限公司制氧厂KDON(Ar)--10000/3600/320型空分设备(简称10000空分)配套4TYD112型空压机，采用同步电机驱动。空压机为四级压缩，三级冷却形式。正常操作采用进口导叶和防喘振阀调节空压机排气压力。防喘振阀为气闭阀，设定压力在0.500MPa自动跟踪空压机排气压力。排气压力正常值设定为0.48MPa，当排气压力＞0.55MPa连锁打开放空阀，＞0.58MPa连锁停机。
1 故障现象
2021年2月20日中午13:26，DCS控制画面上显示10000空分空压机排气压力由0.480MPa开始降低，逐渐开大进口导叶，排气压力出现几次短暂上升又快速下降到0MPa(防喘振阀跟踪排气压力快速开大又关小)，此时DCS画面显示空冷塔出口压力0.471MPa、纯化器出口压力0.462MPa，下塔压力0.451MPa，加工空气量53530m³/h，膨胀机转速23134r/min，上塔压力29.4KPa，主塔和氩塔工况稳定。就地仪表柜上空压机排气压力显示0.49MPa(正常时现场比DCS上压力显示偏高)。就地检查空压机运转状态，声音正常、轴振和轴温平稳、没有喘振和漏气等异常现象。检查空压机导叶、放空阀和防喘振阀开度就地与DCS显示均一致。仪表人员就地检测空压机排气压力测点。
2分析排查过程
2.1空压机排气压力变送器引压管堵塞造成的空压机排气压力显示异常。
检查空压机排气压力变送器电压20VDC、电流11.8mA，断开压力变送器引压管吹除压力变送器，对引压管路进行吹扫疏通后恢复引压管和压力变送器，DCS电脑上空压机压力仍然显示0.17--0.20MPa(正常值0.48MPa)，拿一个压力表接到该变送器铜管上引压管，压力显示0.48 MPa，说明该压力测量管畅通无问题。
2.2压力变送器故障引起的空压机排气压力显示异常，在线更换压力变送器。
分析在更换压力变送器时存在的风险：在压力变送器通电瞬间可能输出20mA触发超限联锁空压机防喘振阀放空动作，采用盲板封堵空压机放空阀，以防止空压机出现瞬间失压连锁停机。在线更换压力变送器后，DCS上压力显示-0.009U（断线状态），现场用万用表检测压力变送器电压20VDC、电流11.5mA(正常)，此时DCS上排气压力显示为0MPa，可以排除压力变送器故障引起的空压机排气压力异常。
2.3DCS模块问题引起的空压机排气压力显示异常。
检查模块柜发现该模块属于冗余模块，有11#和10#两个模块通道。仪表人员计划断开模块上该排气压力变送器线进行测量，DCS系统显示11#模块柜1#、2#冗余模块多个（3-5）通道数据同时信号丢失。空压机油压在17:36分突降至0后消失，17:43分突然出现10多秒后又消失，至17:44分后自动恢复，压力显示0.125MPa，DCS上报警空压机因油压低连锁停机。此时现场1#主油泵运行正常，DCS上2#辅助油泵因为油压低已经连锁启动，两台油泵同时运行，泵后油压很高，DCS上油压快速下降，空压机带负荷停车。空分系统启动紧急停车预案。
空分停机后，仪表人员更换空压机排气压力模块(FM148R)。检定拆下的空压机排气压力变送器无故障。更换模块柜11#站1#模块，考虑主控单元可能存在故障，将使用的模块单元切换到备用主控单元。空压机再次开机后，排气压力和油压显示正常，空压机运行声音平稳、轴振和轴温显示正常。
3经验总结
空压机压力异常波动的原因，可能是现场空压机排气压力通过模块柜传送给DCS控制系统过程出现问题，导致部分数据通讯中断。
（1）10000空分模块1#、2#空压机排气压力、油压通道故障，空压机油压输入压力数据波动，造成系统超出设定值跳闸保护，连锁停空压机。
（2）冗余模块没有通道冗余功能，2月21日仪表人员再次对DCS系统对冗余功能模块运行时做模拟故障试验，验证冗余模块没有通道冗余功能。在模块柜11#站1、2#FM148R模块的通道出现故障时，冗余通道并没有起到作用。
（3）10000空分于2010年投入使用，已经运行十年以上，系统稳定性降低；冗余模块和底座老化，出故障导致排气压力和油压通道异常，导致数据突变空压机停车。也可能是空压机排气压力、油压通道故障，空压机油压输入压力数据波动，造成系统超出设定值跳闸保护。
（4）系统停机后，仪表人员更换11#站1#模块，并切换主控单元（11号站主控由B切换到A）后，丢失数据全部恢复，测试排气压力和油压信号正常，系统数据恢复正常。综合检修和故障排除过程，11#站1#模块老化故障后，导致1#模块所带的排气压力、油压数值异常输出，最终导致空压机停机。
（5）空压机停机应急预案不完善，导致空压机带负荷停机，可能会引起空压机机组损坏，虽然开机后空压机运行正常，但是该方法证明不可取，存在隐患。
总之，当空压机出口排气压力出现波动时应该及时分析判断是否为真实值，要慎重分析，扩大思维，考虑在处理过程其他联锁信号可能导致的设备问题，充分排查可能出现的风险，采取相应的应急措施，同时按照规定上报主管部门做好应急防范。
作者：王丽花，女，助理工程师，现为豫光金铅股份有限公司制氧厂运行班长。
联系客服
