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1　引言

180萬噸/年ARGG大機組是整套裝置的核心部分，能否長周期運行直接關(guān)系到整套裝置的產(chǎn)量。因此，在2014年裝置大檢修期間，對機組的關(guān)鍵儀表設(shè)備及控制系統(tǒng)進行了升級改造，確保裝置的長周期運行。

2　概述

為保證180萬噸/年ARGG大機組長周期運行，經(jīng)過與廠家技術(shù)人員的交流溝通，利用2014年裝置大檢修期間對三機組、氣壓機現(xiàn)場儀表及控制系統(tǒng)進行升級改造。具體包括以下內(nèi)容：

（1）煙機出口壓力PT1706取壓點移位及入口溫度TE1711A/B/C熱電偶換型技術(shù)改造；

（2）主風(fēng)機軸系儀表增加冷卻風(fēng)吹掃系統(tǒng)技術(shù)改造；

（3）主風(fēng)機控制系統(tǒng)通訊卡升級改造；

（4）氣壓機現(xiàn)場儀表優(yōu)化改造；

（5）氣壓機軸系儀表技術(shù)改造；

（6）氣壓機調(diào)速器優(yōu)化改造。

3　改造內(nèi)容及效果

3.1　煙機出口壓力PT1706取壓點移位及入口溫度TE1711A/B/C熱電偶換型技術(shù)改造

3.1.1　改造前情況

180萬噸/年ARGG煙機出口壓力PT1706取壓點、入口溫度TE1711A/B/C測溫點距離煙機輪盤較近，高速旋轉(zhuǎn)的輪盤產(chǎn)生振動，造成出口壓力取壓管線、入口溫度熱電偶絲斷裂，影響儀表正常測量，影響機組參數(shù)的正常監(jiān)控，而且TE1711A/B/C帶有聯(lián)鎖，容易引起機組停車，對生產(chǎn)造成一定程度的影響。加之輪盤附近溫度高、沒有維護平臺，無法對其進行日常維護。

3.1.2　改造內(nèi)容

將煙機出口壓力PT1706取壓點位置遠(yuǎn)移至出口管道上方，減少輪盤振動；并且搭建維護平臺，便于日常維護。將煙機入口溫度熱電偶由就地插入式改為特制的延伸偶絲遠(yuǎn)端接線盒方式，避免機組振動、高溫造成溫度失靈，機組停機。

3.1.3　改造后效果

改造后壓力、溫度測量儀表運行平穩(wěn)，指示準(zhǔn)確。通過改造，有如下優(yōu)點：

圖1 PT1706原取壓點位置

圖2 TE1711A/B/C原測量方式

圖3 PT1706改造后取壓點位置

圖4 TE1711A/B/C改造后測量方式

（1）有效減小機組振動帶來的儀表測量波動，提高機組運行可靠性；

（2）遠(yuǎn)離熱源，延長儀表使用壽命，節(jié)能增效；

（3）搭建維護平臺，便于機組運行期間日常維護。

3.2　主風(fēng)機軸系儀表增加冷卻風(fēng)吹掃系統(tǒng)技術(shù)改造

3.2.1　改造前情況

主風(fēng)機軸系儀表（振動、位移等）在煙機的高溫狀態(tài)下，經(jīng)常出現(xiàn)使用壽命短、測量不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。靜葉伺服液壓控制器受煙機高溫影響，殼體溫度高達70℃左右，導(dǎo)致伺服系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，造成靜葉調(diào)節(jié)不靈敏，影響機組的正常調(diào)節(jié)，容易產(chǎn)生波動，同時高溫加速了液壓元件的老化進度。

3.2.2　改造內(nèi)容

將主風(fēng)機軸系儀表及靜葉伺服液壓控制器增加冷卻風(fēng)吹掃系統(tǒng)，利用循環(huán)的凈化風(fēng)將探頭及液壓單元的熱量帶走，降低儀表元件的環(huán)境溫度。同時，在冷卻風(fēng)管線上安裝空氣過濾減壓閥，通過調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)壓力，進而調(diào)節(jié)吹掃的強度，有效地控制儀表的環(huán)境溫度。

圖5 主風(fēng)機靜葉伺服液壓控制器改造后效果圖

3.2.3　改造后效果

通過改造，主風(fēng)機軸系儀表運行狀況得到了改進，延長了軸系儀表的使用壽命，測量更準(zhǔn)確、更平穩(wěn)；靜葉伺服液壓控制器反應(yīng)更加靈敏，能夠及時接受控制系統(tǒng)發(fā)出的控制信號，進行靜葉角度的調(diào)節(jié)，保障了主風(fēng)機長周期的平穩(wěn)運行。

3.3　主風(fēng)機控制系統(tǒng)通訊卡升級改造

3.3.1　改造前情況

主風(fēng)機控制系統(tǒng)采用康吉森的TRICON控制系統(tǒng)，與上位機通訊接口為同軸電纜，通訊速度慢、不穩(wěn)定，多次出現(xiàn)通訊中斷現(xiàn)象，無法進行主風(fēng)機運行狀態(tài)的監(jiān)控，影響操作人員的正常操作，給機組的平穩(wěn)運行帶來潛在的生產(chǎn)隱患。

3.3.2　改造內(nèi)容

更換控制器通訊卡（冗余），采用TCP/IP通訊方式協(xié)議，兩塊冗余的通訊卡分別通訊到兩個冗余的交換機上，再由交換機通訊到上位機。在工程師站組態(tài)軟件中更改控制器通訊卡型號及相應(yīng)參數(shù)，設(shè)置通訊地址，實現(xiàn)控制器與上位機的通訊暢通。

圖6 改造后主風(fēng)機控制系統(tǒng)通訊卡

3.3.3　改造后效果

通過對通訊卡進行升級改造，徹底消除了上位機與控制器突發(fā)性通訊中斷的故障，實現(xiàn)了人機接口的實時通訊，能夠及時、準(zhǔn)確地進行監(jiān)控機組運行參數(shù)，調(diào)整機組運行狀態(tài)，大大提高了機組長周期運行的可靠度。

3.4　氣壓機現(xiàn)場儀表優(yōu)化改造

3.4.1　改造前情況

氣壓機現(xiàn)場防喘振流量變送器FT825、FT826、FT827采用的是差壓方式測量流量，差壓變送器在取樣點下方地面上，而且引壓管線過長，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)引壓管積液現(xiàn)象，影響正常測量，嚴(yán)重時會造成壓縮機防喘振閥誤動作，導(dǎo)致壓縮機效率降低、能源浪費。

圖7 改造前氣壓機現(xiàn)場流量變送器安裝位置

3.4.2　改造內(nèi)容

針對引壓管積液影響測量問題，在裝置大檢修期間，將三臺差壓變送器移位到取壓管線上方，縮短了引壓管線長度，避免了積液現(xiàn)象的發(fā)生。

圖8 改造后氣壓機現(xiàn)場流量變送器安裝位置

3.4.3　改造后效果

通過對三臺流量儀表差壓變送器進行移位，產(chǎn)生如下優(yōu)點：

（1）避免引壓管線積液現(xiàn)象的發(fā)生，測量值準(zhǔn)確、可靠，進而消除壓縮機防喘振閥誤動作，提高壓縮機工作效率，節(jié)省能源；

（2）由于變送器直接安裝于取壓管線上方，引壓管線短，漏點少，實現(xiàn)了儀表的免維護；

（3）取壓管線裝有集液罐，徹底避免引壓管線積液現(xiàn)象的發(fā)生，提高了流量測量儀表的真實性。

3.5　氣壓機軸系儀表技術(shù)改造

3.5.1　改造前情況

氣壓機軸振動測量系統(tǒng)采用的測量方式是在現(xiàn)場接線箱內(nèi)安裝振動變送器，將振動探頭采集到的電壓信號在振動變送器處轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號，然后送達PLC卡件進行顯示。因機組現(xiàn)場振動大、溫度高，導(dǎo)致現(xiàn)場接線箱內(nèi)的振動變送器頻繁故障，嚴(yán)重影響了機組的長周期運行。

3.5.2　改造內(nèi)容

通過多次論證，取消現(xiàn)場接線箱內(nèi)的振動變送器，采取“前置器+變送器”方式，在現(xiàn)場接線箱內(nèi)安裝前置器，將變送器安裝在機柜室內(nèi)環(huán)境條件符合要求的機柜導(dǎo)軌處。這樣，振動探頭測量的信號首先到達現(xiàn)場接線箱內(nèi)的前置放大器，轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過機柜室內(nèi)的變送器轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的4～20mA電流信號，最后送達PLC卡件進行上位顯示。

圖9 改造后氣壓機振動變送器安裝圖（控制室機柜導(dǎo)軌）

3.5.3　改造后效果

改造后通過實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)前置器的耐振性能和耐高溫性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于振動變送器，沒有發(fā)生前置器損害現(xiàn)象，提高了儀表信號的精確度，延長了壓縮機軸系振動儀表的使用壽命，實現(xiàn)了機組的長周期運行。

3.6　氣壓機調(diào)速器優(yōu)化改造

3.6.1　改造前情況

氣壓機原調(diào)速系統(tǒng)為WOODWARD 505調(diào)速器，在實際應(yīng)用中，因需要與PLC集成使用，經(jīng)常出現(xiàn)無法復(fù)位、轉(zhuǎn)速控制不及時等現(xiàn)象。

3.6.2　改造內(nèi)容

通過對氣壓機控制系統(tǒng)升級改造， 將原調(diào)速系統(tǒng)改成TRICON ITCC系統(tǒng)。在新的控制系統(tǒng)中將PLC第三方調(diào)速器取消，用PI脈沖卡直接采集速度脈沖信號。

圖10 改造后氣壓機轉(zhuǎn)速脈沖卡件及上位機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)畫面

3.6.3　改造后效果

改造后的調(diào)速系統(tǒng)，測量轉(zhuǎn)速精度更高，可以達到1‰，響應(yīng)速度更快、無滯后，并對機組調(diào)速控制、防喘振控制、聯(lián)鎖及PID等控制功能做到無縫兼容，投用后運行可靠，便于操作人員能夠準(zhǔn)確、快速地對氣壓機轉(zhuǎn)速進行控制，實現(xiàn)了機組長周期運行的目的。

4　結(jié)語

儀表使用壽命的長短，取決于儀表現(xiàn)場安裝環(huán)境的優(yōu)劣。特別是主風(fēng)機、氣壓機這種大型機組，現(xiàn)場溫度高、振動大，對儀表的測量效果影響很大。要想機組能夠長周期運行，必須改變現(xiàn)場儀表的安裝環(huán)境，這就要求在今后的維護工作中，善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，確保機組能夠長周期運行。

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作者簡介

徐林慶（1966-），男，遼寧本溪人，工程師，本科，現(xiàn)就職于大慶煉化公司機電儀廠，主要研究方向為現(xiàn)場儀表與過程控制系統(tǒng)的維護與維修。

摘自《自動化博覽》2016年4月刊