李超平 杜懷林

（中海福建天然氣有限責(zé)任公司，福建 莆田 351100）

0 引言

福建LNG 總體項目是經(jīng)國家發(fā)改委核準(zhǔn)的國家重點(diǎn)建設(shè)項目，也是福建省主要的基礎(chǔ)設(shè)施工程，主要目的是為3個燃?xì)怆姀S、5個城市的工業(yè)、商業(yè)和居民生活提供潔凈燃料。儀表控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對于一個需要連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)來說是至關(guān)重要的。福建LNG 接收站自2008 年5 月投產(chǎn)以來，整個儀表控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，儀表控制系統(tǒng)的擴(kuò)容工作也在進(jìn)行中。擴(kuò)容工作包括在運(yùn)行的儀表控制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行新程序的下載，在原有機(jī)柜內(nèi)安裝新增卡件和機(jī)柜內(nèi)部接線。

7 月的福建正值用電高峰，福建LNG 公司下游的3個燃?xì)怆姀S幾乎每天全負(fù)荷發(fā)電，接收站需要2臺高壓泵滿負(fù)荷運(yùn)行才能勉強(qiáng)維持管網(wǎng)壓力。為確保下游用戶的用氣需求，必須要避開白天的用氣高峰期施工。因此，留給系統(tǒng)擴(kuò)容的時間只有凌晨1～6點(diǎn)的5個小時。在已經(jīng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)上施工，其危險性很大，哪怕是一個接線端子的松動都有可能造成全廠停車，即使小心翼翼也難以確保萬無一失。7月22日凌晨4點(diǎn)，中控室內(nèi)傳出了一陣刺耳的報警聲。中控室操作人員發(fā)現(xiàn)ESD（緊急停車系統(tǒng)）異常報警。意外發(fā)生了！經(jīng)過一個多小時的排查，終于查出由于ESD 系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)的一塊DI（數(shù)字量輸入）卡件損壞，導(dǎo)致整個ESD系統(tǒng)功能癱瘓。此時已是凌晨5點(diǎn)，6點(diǎn)鐘就要進(jìn)行高壓外輸以供燃?xì)怆姀S發(fā)電，如果更換卡件則必須斷電進(jìn)行，一切順利也至少需要2個小時。在時間有限的情況下，采取緊急措施以確保生產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急。

1 LNG接收站生產(chǎn)控制系統(tǒng)及各系統(tǒng)間關(guān)系

福建LNG接收站的生產(chǎn)控制系統(tǒng)是由DCS（集散控制系統(tǒng)）、ESD 及F&G（火氣系統(tǒng)）這3 個系統(tǒng)組成，如圖1所示。各系統(tǒng)功能之間相互獨(dú)立，而又通過一個上位平臺將3 個系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成了福建LNG的ICS（儀表控制系統(tǒng)）。

DCS 系統(tǒng)是工藝人員進(jìn)行生產(chǎn)操作的平臺，工藝人員通過該平臺可以對現(xiàn)場所有遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，并對特定設(shè)備進(jìn)行需求控制，以保證穩(wěn)定生產(chǎn)。

ESD 系統(tǒng)是工藝生產(chǎn)的安全保護(hù)裝置，在工藝條件超過了極限報警值后，該系統(tǒng)能進(jìn)行相應(yīng)的邏輯輸出，對工藝裝置起到保護(hù)的作用，同時保證操作人員的人身安全。

F&G 系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)視現(xiàn)場火災(zāi)與天然氣泄漏情況，在泄漏達(dá)到一定程度后該系統(tǒng)要進(jìn)行報警與保護(hù)，并且與ESD系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動。

DCS 系統(tǒng)可以進(jìn)行工藝操作，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。ESD 系統(tǒng)保護(hù)生產(chǎn)，并且在緊急情況下會停止生產(chǎn)，只有工藝條件恢復(fù)正常后才能恢復(fù)生產(chǎn)。F&G 系統(tǒng)可以ESD 系統(tǒng)為媒介來影響生產(chǎn)，同樣需要現(xiàn)場條件恢復(fù)正常后才能恢復(fù)生產(chǎn)，所以ESD 系統(tǒng)發(fā)生故障后，工藝人員是無法進(jìn)行正常的工藝操作的，為保證生產(chǎn)，首先要恢復(fù)ESD的功能。

圖1 福建LNG接收站生產(chǎn)控制系統(tǒng)構(gòu)成圖

2 ESD系統(tǒng)故障及應(yīng)急措施

在進(jìn)行ESD 系統(tǒng)擴(kuò)容期間，在中央控制室內(nèi)的輔助操作臺上（如圖2所示）對新增按鈕和報警燈的鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔打磨時出現(xiàn)了急促的報警聲，HMI（人機(jī)界面）上的ESD畫面所有的點(diǎn)都在閃爍，而且無法進(jìn)行操作，此時才發(fā)現(xiàn)ESD 系統(tǒng)處于故障狀態(tài)。而且經(jīng)過現(xiàn)場確認(rèn)發(fā)現(xiàn)，能保證高壓外輸?shù)膸讉€關(guān)鍵閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，而且無法復(fù)位，即此時的工藝生產(chǎn)處于無安全保護(hù)的狀態(tài)。

2.1 故障原因分析

操作人員正在進(jìn)行輔助操作臺新鉆孔的打磨工作，如圖2所示的紅色位置，打磨的銼刀碰到新孔下方按鈕的接線端子，致使24V 電源直接對地，燒壞DI板卡的一根保險。

在確定了這根保險被燒壞并嘗試將其換下時，由于使用的螺絲刀是帶磁的，帶磁性的螺絲刀接入通電的系統(tǒng)中，出現(xiàn)了類似短路的現(xiàn)象，導(dǎo)致DI3板卡背卡燒壞（如圖3所示），使ESD系統(tǒng)發(fā)生故障。

圖2 輔助操作臺實物圖

圖3 背卡損壞位置圖

2.2 對輸出端子直供24V電源的處理措施

ESD系統(tǒng)有別于其他系統(tǒng)，它是“0”觸發(fā)的系統(tǒng)，所以在現(xiàn)場氣動閥門的電磁閥正常情況下都帶有24V 電。要保證其電磁閥有24V 電源供應(yīng)，故應(yīng)考慮給所需輸出端子直接供24V 電源。此法需要若干端子短接排和大量導(dǎo)線。實施步驟如下：①工藝人員統(tǒng)計需要開啟的閥門的所有位號，并提供被聯(lián)鎖的所有信號位號；②在機(jī)柜中尋找可以備注作為信號24V 動力源的端子排；③將需要進(jìn)行供電的帶保險的端子排安裝在導(dǎo)軌上；④制作長度相當(dāng)?shù)亩探泳€；⑤拆下需要強(qiáng)制的閥門原信號線；⑥根據(jù)接線圖將閥門的正負(fù)端接入帶保險的端子排上；⑦合上端子排上的保險；⑧通知工藝人員進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)位，啟動高壓外輸；⑨工藝人員對工藝條件進(jìn)行實時監(jiān)控，保證在臨時系統(tǒng)使用期間高壓外輸?shù)陌踩煽俊?/p>

此法是在第一時間內(nèi)最直接有效地保證高壓按時外輸?shù)姆椒?，但是少了ESD 系統(tǒng)的保護(hù)，在出現(xiàn)緊急情況的時候，難以及時反應(yīng)過來，為此要求工藝人員在系統(tǒng)恢復(fù)之前要時刻監(jiān)視整個工況，發(fā)現(xiàn)問題及時反映及處理。從理論上分析，這個方法存在極大的風(fēng)險，所以除非確實遇到不得已的情況，否則不提倡使用這個方法。

2.3 系統(tǒng)修改exception class值

在停止高壓外輸后使用在線修改的手段將exception class 值修改至79，此時可以進(jìn)行所有面板的操作，假設(shè)得到了確切的肯定。

一塊DI 板卡被燒壞為何會導(dǎo)致整個ESD 系統(tǒng)癱瘓呢？其原因為ESD系統(tǒng)的旁路開關(guān)00XS0007正好處于DI 這塊板卡上，板卡的損壞導(dǎo)致系統(tǒng)認(rèn)為00XS0007 處于“0FF”狀態(tài)，所以操作面板全部處于未激活狀態(tài)，故不能進(jìn)行任何操作。那就得在線更改exception class 值。系統(tǒng)的配置文件將exception class設(shè)置為79，也就是說當(dāng)任何一個DB（Data Base）的class 引腳配置大于等于79 時，該DB 對應(yīng)的控制面板將可以被操作，所以只要在線將00XS0007 的class 引腳等級改為大于78，便可通過操作面板將00XS0007 由“OFF”轉(zhuǎn)為“ON”，之后ESD 系統(tǒng)將處于可以通過操作面板來控制輸出信號的狀態(tài)，從而控制現(xiàn)場閥門的狀態(tài)。圖4 為ESD 系統(tǒng)配置文件的旁路管理，其中紅色部分就為所更改的exception class值。

圖4 ESD系統(tǒng)配置文件的旁路管理圖

2.4 兩種方法的比較

第一種向端子供24V 電源的方法其原理簡單易懂，在緊急情況下最容易被想到，可行性也得到了證明。但是，該方法操作起來比較繁瑣，容易出錯。第二種方法只需在線更改exception class 值，便可以控制系統(tǒng)的輸出，操作起來更加簡單容易，工藝操作人員也比較熟悉，并可使ESD 系統(tǒng)仍然發(fā)揮一定的作用。將這兩種方法進(jìn)行比較后得到表1，從表1 中可以很明顯地看出兩種方法的區(qū)別。

表1 方法1與方法2比較表

3 結(jié)束語

福建LNG接收站肩負(fù)著下游5市與3個電廠的供氣任務(wù)，供氣一旦中斷，對社會的影響及損失是巨大的，所以在時間緊、任務(wù)重的情況采取非常措施，以保證高壓外輸。在出現(xiàn)緊急情況時，應(yīng)當(dāng)考慮時間的重要性，想到的方法如果可行，則需立即執(zhí)行，同時也要考慮風(fēng)險的存在，畢竟高風(fēng)險的作業(yè)不可取，所以必須在實際工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，在遇問題的時候有一個切實可行而又有效的方法，以便盡可能在最短的時間內(nèi)解決問題。