胡勝利

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二能源總廠，安徽馬鞍山 243000）

1 概述

在冶金企業(yè)中，各工序?qū)γ簹獾膲毫Χ加兄煌男枨蟆Ｆ髽I(yè)中的各種煤氣都是通過管網(wǎng)輸送的，煤氣在流經(jīng)管網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力損失，使煤氣壓力降低。為了滿足不同的用戶對(duì)煤氣壓力的不同要求，需要建立若干煤氣加壓站。

馬鋼新區(qū)第二能源總廠設(shè)置3座無人值守煤氣加壓站。無人值守并不是無人管理，而是打破傳統(tǒng)的每個(gè)站所都設(shè)置值班人員對(duì)各自站所設(shè)備進(jìn)行操作管理的模式，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程操作由調(diào)度員通過能源中心實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。這時(shí)的調(diào)度員不再是一般意義上的生產(chǎn)信息接線員，而是升級(jí)為能控員。無人值守必須具備良好的現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)相適應(yīng)的能源中心（EMS）以及一套切實(shí)可行的管理體制和節(jié)能調(diào)度技術(shù)，這是建立無人值守房所的三個(gè)要素。良好的現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)又有賴于良好的設(shè)備支撐。

2 加壓機(jī)啟動(dòng)必備條件

加壓機(jī)在熱備用狀態(tài)下入、出口眼鏡閥全開，啟動(dòng)以前應(yīng)具備十項(xiàng)基本條件，能控員必須逐項(xiàng)確認(rèn)、操作，才能保證加壓機(jī)能夠正常安全啟動(dòng)。10項(xiàng)基本條件是：加壓機(jī)Auto、氮封壓力、出口閥全關(guān)、入口調(diào)節(jié)閥自動(dòng)、入口調(diào)節(jié)閥開度正常、油壓正常、旁通調(diào)節(jié)閥自動(dòng)、冷卻水壓力正常、入口煤氣壓力正常、加壓機(jī)Ready。

2.1 加壓機(jī)Auto

Auto即“自動(dòng)”，加壓機(jī)投“自動(dòng)”是一種正常運(yùn)行模式。自動(dòng)是相對(duì)于手動(dòng)來講的，置于“自動(dòng)”位置既是加壓機(jī)能夠遠(yuǎn)程啟動(dòng)的充分條件也是必要條件。若加壓機(jī)處于“手動(dòng)”狀態(tài)下，不但運(yùn)程開機(jī)指令無效，而且如果加壓機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下投“手動(dòng)”，有關(guān)加壓機(jī)的任何操作指令都是無效指令，包括各種跳機(jī)連鎖保護(hù)（例如入口煤氣壓力低、風(fēng)機(jī)前后軸承溫度高、風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)高、電機(jī)定子溫度高等等）全部失效。這種狀態(tài)在無人值守房所，對(duì)加壓設(shè)備本身運(yùn)行安全保障系數(shù)極低，因此正常情況下加壓機(jī)處于“自動(dòng)”狀態(tài)。

2.2 氮封壓力

在鼓風(fēng)機(jī)葉輪輪蓋進(jìn)口圈外緣處及進(jìn)氣室、機(jī)殼兩端軸空處均裝有梳齒形密封，以防止外部氣體吸入及內(nèi)部氣體漏出。本類鼓風(fēng)機(jī)采用迷宮密封。在迷宮密封的基礎(chǔ)上，通入氮?dú)庠葱纬傻獨(dú)饷芊?，增?qiáng)密封效果。在機(jī)殼高壓端軸端密封處及進(jìn)氣室側(cè)面設(shè)有回流管法蘭，在輸送煤氣或其他有害氣體時(shí)，把由密封間隙泄漏的少量氣體送回到進(jìn)氣室，防止排入大氣。由此可見，氮?dú)饷芊馐敲詫m密封的補(bǔ)充，也是最后一道密封，它的失效將可能導(dǎo)致巡檢和檢修人員煤氣中毒。目前新區(qū)煤氣加壓站氮封壓力控制在160 kPa。

2.3 出口閥全關(guān)

加壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)如果機(jī)后密閉蝶閥處于全開狀態(tài)，這種情況稱作為帶負(fù)荷啟動(dòng)。大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備帶負(fù)荷啟動(dòng)會(huì)對(duì)設(shè)備本體造成致命的內(nèi)傷，這也是操作規(guī)程中明令禁止的。同樣，加壓機(jī)的停運(yùn)操作，運(yùn)行人員首先要關(guān)閉機(jī)后切斷閥保證加壓機(jī)不帶任何負(fù)荷。

2.4 入口調(diào)節(jié)閥自動(dòng)、開度正常，旁通調(diào)節(jié)閥自動(dòng)

正常情況下，加壓機(jī)本體、機(jī)前調(diào)節(jié)閥、回流閥的控制權(quán)限放在“自動(dòng)”位置，由系統(tǒng)PLC自動(dòng)控制。其中調(diào)節(jié)閥、回流閥均與機(jī)后壓力聯(lián)鎖，通過入口調(diào)節(jié)閥設(shè)定一個(gè)目標(biāo)值控制機(jī)后壓力，同時(shí)回流閥也需要設(shè)置一個(gè)目標(biāo)值控制機(jī)后壓力，回流閥的控制壓力要比機(jī)前調(diào)節(jié)閥高少許（一般0.2 kPa）。兩閥共同作用、相互補(bǔ)充，使機(jī)后壓力趨向直至達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值，以滿足用戶的需求。同時(shí)回流閥擺“自動(dòng)”的另外一個(gè)用途是為了防止加壓機(jī)喘振（喘振主要是加壓機(jī)負(fù)荷減少所致），需要確保加壓機(jī)的實(shí)際流量不小于喘振極限所對(duì)應(yīng)的最小流量。具體機(jī)理為：當(dāng)加壓機(jī)入口流量小于設(shè)定值時(shí)，加壓機(jī)入口調(diào)節(jié)閥在某一固定開度，由回流閥調(diào)節(jié)工況；當(dāng)入口流量大于設(shè)定值時(shí)，回流閥全閉，由入口閥調(diào)節(jié)，來滿足送出壓力的要求。入口調(diào)節(jié)閥設(shè)定一個(gè)開度下限為20%，這樣既可以達(dá)到加壓機(jī)的防喘振效果又可以兼顧到節(jié)能，同時(shí)還可以保證開機(jī)時(shí)機(jī)前正壓，防止負(fù)壓吸入空氣或?qū)C(jī)肚排水器里的水吸入機(jī)肚。

2.5 油壓正常

潤(rùn)滑油系統(tǒng)主要向鼓風(fēng)機(jī)前、后軸供應(yīng)潤(rùn)滑油。系統(tǒng)主要由潤(rùn)滑油箱、油泵、油冷卻器、油過濾器、高位油箱及油管路組成。主油泵為軸頭齒輪泵，輔助油泵為電動(dòng)泵。風(fēng)機(jī)在正常工作狀態(tài)下采用主油泵供油，輔助油泵作為備用。高位油箱安裝在機(jī)組軸心上方5 m處，各機(jī)組油箱配置要求一致，油箱容積應(yīng)滿足系統(tǒng)事故停車供油要求。軸瓦風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行依賴于軸瓦之間形成的油膜，一旦油膜消失，軸瓦之間的合金接觸摩擦，就會(huì)出現(xiàn)燒瓦。每次開機(jī)前動(dòng)力巡檢都要確認(rèn)油壓正常，三路回油正常，以確保設(shè)備安全運(yùn)行。正常油壓控制在0.2 MPa。

2.6 冷卻水壓力正常

鼓風(fēng)機(jī)所配支承、支推軸承為動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。支承、支推軸承分別安裝在支承軸承箱和支推軸承箱內(nèi)。支承及止推軸承均開設(shè)有測(cè)溫孔，兩側(cè)支承軸承所測(cè)溫度為軸承體溫度，推力軸承所測(cè)溫度為回油溫度。加壓機(jī)止推軸承溫度達(dá)到85℃將連鎖跳機(jī)。為保證潤(rùn)滑油溫度在正常的工作范圍內(nèi),每臺(tái)加壓機(jī)油站上都接入冷卻水，冷卻水水壓的正常對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。冷卻水水壓低，不能有效冷卻潤(rùn)滑油，尤其是夏季，易造成溫度上升至上限而跳機(jī)。冷卻水水壓高，如果管殼式冷卻器管壁因異常而出現(xiàn)滲漏，冷卻水將進(jìn)入潤(rùn)滑油管路，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)軸瓦的燒毀。因此我們的加壓機(jī)正常運(yùn)行時(shí)水壓控制在0.25 MPa左右。

2.7 入口煤氣壓力正常

入口壓力正常一方面反映氣源正常，另一方面保證機(jī)前管道處于正壓狀態(tài)，防止負(fù)壓管道變形、吸入空氣，氧含量超標(biāo)的煤氣送給用戶極易造成爆炸事故。

2.8 加壓機(jī)Ready

Ready是指加壓機(jī)高壓電源處于熱備用狀態(tài)，即對(duì)應(yīng)電機(jī)的高壓小車已搖入，上下隔離開關(guān)已合閘，只要斷路器合閘，加壓機(jī)立即可以運(yùn)行。

上述十項(xiàng)條件既是加壓機(jī)能夠正常啟動(dòng)的硬性條件，同時(shí)也是確保加壓機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。

3 對(duì)停機(jī)條件的認(rèn)識(shí)

電是加壓設(shè)備的動(dòng)力源。停機(jī)，就是設(shè)法讓加壓系統(tǒng)失電。也就是說，無論是正常停機(jī)還是有關(guān)加壓機(jī)的連鎖保護(hù)觸發(fā)跳機(jī)（如油壓低、入口煤氣壓力低、振動(dòng)高等等），所有停機(jī)指令最終都是靠系統(tǒng)切斷電源來完成。因此加壓機(jī)的最高執(zhí)行機(jī)構(gòu)是高壓小車，高壓開關(guān)操作示意圖如圖1所示。

圖1 高壓開關(guān)示意圖

加壓機(jī)的控制權(quán)限有4種：（1）遠(yuǎn)程；（2）電氣室的PLC子站；（3）電氣室控制柜上的手動(dòng)操作盤；（4）高配操作室。在電氣室控制柜上為每臺(tái)加壓機(jī)設(shè)置了“電氣室”和“遠(yuǎn)程”權(quán)限轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)控制柜上的權(quán)限開關(guān)置于“電氣室”，加壓機(jī)處于“自動(dòng)”，加壓機(jī)的啟停由電氣室的PLC控制，電氣室控制柜上的手動(dòng)操作盤和遠(yuǎn)程均無法操作。當(dāng)控制柜上的權(quán)限開關(guān)置于“遠(yuǎn)程”，加壓機(jī)處于“自動(dòng)”，加壓機(jī)的啟停由遠(yuǎn)程控制，電氣室控制柜上的手動(dòng)操作盤和PLC子站均無法操作。所以遠(yuǎn)程跟電氣室的PLC子站操作權(quán)限是平級(jí)的。第4種權(quán)限一般情形下不予采取，因?yàn)楫?dāng)高壓小車的操作權(quán)限在“就地”位置時(shí)，就算加壓機(jī)的啟動(dòng)條件一項(xiàng)都不具備，只要將開關(guān)轉(zhuǎn)到“合閘”位置加壓機(jī)就能啟動(dòng)，此種啟動(dòng)方式稱之為非法啟動(dòng)。所以正常狀態(tài)下高壓小車權(quán)限處于“PLC”位置，檢修的時(shí)候投“臨位”。如果高壓開關(guān)的權(quán)限在就地，有且僅有現(xiàn)場(chǎng)電力巡檢人員能夠啟、停機(jī)，同樣加壓機(jī)的所有連鎖保護(hù)全部失效。因此，要想遠(yuǎn)程能夠啟動(dòng)加壓機(jī)除了要滿足上述10項(xiàng)基本條件以外，還必須要滿足操作權(quán)限在“遠(yuǎn)程”以及高壓小車處于“PLC”位置這兩個(gè)條件。加壓機(jī)的啟動(dòng)邏輯如圖2所示。

4 結(jié)束語

只有加壓機(jī)處于“自動(dòng)”狀態(tài)，系統(tǒng)各聯(lián)鎖參數(shù)才能生效并參與控制，從而確保加壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。如果把“出口閥全關(guān)”、“入口調(diào)節(jié)閥自動(dòng)”、“入口調(diào)節(jié)閥開度正?！?、“油壓正?！?、“旁通調(diào)節(jié)閥自動(dòng)”、“入口煤氣壓力正?！?、“加壓機(jī) Ready”、“操作權(quán)限在能中”、“高壓小車位置在PLC位置”等等條件看作是加壓機(jī)能夠遠(yuǎn)程啟動(dòng)的軟性條件，那么“氣體置換”以及“啟動(dòng)前盤車”兩項(xiàng)操作就是加壓機(jī)遠(yuǎn)程啟動(dòng)的硬性條件。要想加壓機(jī)在遠(yuǎn)程能夠順利、安全啟動(dòng)，硬、軟性條件必須同時(shí)滿足。其中加壓機(jī)自動(dòng)、操作權(quán)限在能中、高壓小車在PLC位置這3個(gè)條件又是眾多軟性條件之首，只有領(lǐng)悟了這些，才能更好地理解無人值守煤氣房所加壓機(jī)的運(yùn)行控制和連鎖邏輯。

圖2 啟動(dòng)邏輯