周圓

某站國(guó)產(chǎn)PCL804型電驅(qū)壓縮機(jī)組共三臺(tái)，在2016年年底12月完成24小時(shí)近似運(yùn)行測(cè)試、72小時(shí)連續(xù)狀態(tài)測(cè)試及喘振線測(cè)試，在作業(yè)期間發(fā)現(xiàn)其控制邏輯存在以下隱患：一是啟機(jī)順控邏輯設(shè)計(jì)不合理對(duì)機(jī)組本體和輔助設(shè)備本體安全帶來隱患風(fēng)險(xiǎn)。二是機(jī)組安全防護(hù)連鎖設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致影響現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員人身安全。三是主設(shè)備工況判斷邏輯設(shè)計(jì)考慮不全面導(dǎo)致大量天然氣浪費(fèi)。四是HMI人機(jī)界面不完善導(dǎo)致故障判斷、監(jiān)控和巡檢工作效率低下。

PCL803國(guó)產(chǎn)電驅(qū)壓縮機(jī)組自控系統(tǒng)主要由AADVANCE負(fù)責(zé)機(jī)組整體總控制，接收現(xiàn)場(chǎng)壓縮機(jī)部分AI/DI數(shù)據(jù)，通過AO和DO輸出控制壓縮機(jī)及輔助系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)由3C控制軟件及配套的通訊軟件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸、HMI顯示并主導(dǎo)機(jī)組轉(zhuǎn)速、防喘振控制系統(tǒng)。

此次發(fā)現(xiàn)主要邏輯缺陷集中在AAdvance和3C控制邏輯中，具體細(xì)分為以下6個(gè)內(nèi)容：

1、啟機(jī)順控邏輯設(shè)計(jì)：?jiǎn)C(jī)過程中順控啟動(dòng)邏輯發(fā)出防喘管線隔離球閥打開信號(hào)的時(shí)序過早，造成隔離球閥密封面損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

2、主設(shè)備工況判斷邏輯：機(jī)組充壓進(jìn)行檢漏作業(yè)后必須執(zhí)行泄壓?jiǎn)C(jī)程序，導(dǎo)致天然氣大量浪費(fèi)。

3、機(jī)組安全防護(hù)連鎖設(shè)計(jì)：干氣密封供氣閥泄壓停機(jī)期間誤動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)威脅作業(yè)人員安全。

4、機(jī)組本體安全控制：機(jī)組未運(yùn)行時(shí)，缸體充壓后，干氣密封閥無法打開導(dǎo)致干氣密封損壞。

5、安全報(bào)警監(jiān)控控制：缺少啟機(jī)步序報(bào)警，導(dǎo)致故障判斷耗費(fèi)時(shí)間過長(zhǎng)。

6、HMI監(jiān)控界面及人員巡檢：HMI監(jiān)控及報(bào)警設(shè)置不明了導(dǎo)致巡檢效率低下

從投產(chǎn)期間沈鼓壓縮機(jī)組邏輯設(shè)計(jì)而言，存在以上的缺陷主要來自于缺少現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和對(duì)機(jī)組、設(shè)備可能出現(xiàn)故障的前瞻，通過修改和新增部分邏輯即可增加機(jī)組本體及輔助設(shè)備的安全等級(jí)和性能，避免誤操作或者設(shè)備故障導(dǎo)致機(jī)組安全性能下降。通過與沈鼓自控公司對(duì)接，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行充分模擬實(shí)驗(yàn)后，提出以加強(qiáng)設(shè)備本體及輔助設(shè)備安全性能和可靠性、降低設(shè)備能耗、滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需求、保障現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員人身安全、提升人員工作效率和監(jiān)控力度5個(gè)方面為方向，設(shè)計(jì)出以下控制邏輯邏輯優(yōu)化方案并進(jìn)行實(shí)施。

1、優(yōu)化機(jī)組啟機(jī)順控條件：為避免防喘隔離球閥在機(jī)組啟機(jī)期間過早打開，前后壓差過高導(dǎo)致閥體密封面損傷的問題，對(duì)啟機(jī)順控邏輯語(yǔ)句進(jìn)行修改，將保/泄壓?jiǎn)C(jī)時(shí)，將隔離閥打開的DO信號(hào)調(diào)整至缸體充壓完畢并反饋步序完成后輸出，與壓縮機(jī)進(jìn)出口閥同時(shí)打開，保證了機(jī)組啟動(dòng)期間隔離球閥動(dòng)作時(shí)，閥門前后壓差處于平衡狀態(tài)，可以完全避免球閥密封面的損壞。

2、優(yōu)化干氣密封供氣閥關(guān)閉條件：在Aadvance邏輯控制程序中，修改干氣密封供氣閥在停機(jī)期間的關(guān)閉條件為：機(jī)組無轉(zhuǎn)速，壓力小于0.4Mpa，機(jī)組不在啟機(jī)過程中時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉干氣密封供氣閥，避免了執(zhí)行機(jī)組缸體泄壓命令時(shí)，干氣密封供氣閥過早關(guān)斷導(dǎo)致不潔凈的工藝氣反串至干氣密封，從而導(dǎo)致干氣密封動(dòng)靜環(huán)磨損損壞。

3、優(yōu)化干氣密封供氣閥打開的判斷條件：由原本設(shè)計(jì)靠ESD信號(hào)觸發(fā)信號(hào)判斷干氣密封供氣閥是否打開，修改為缸體壓力判斷其是否打開，避免了停運(yùn)并放空后的機(jī)組因設(shè)備拆除等作業(yè)，再次觸發(fā)ESD信號(hào)后干氣密封供氣閥自動(dòng)打開的問題，保證了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的安全。

3、優(yōu)化缸體是否需要吹掃放空的判斷邏輯：新增邏輯語(yǔ)句，修改啟機(jī)前是否需要缸體吹掃充壓的邏輯判斷：當(dāng)機(jī)組無轉(zhuǎn)速，缸體內(nèi)壓力大于5Mpa，且加載閥前后壓差小于100Kpa時(shí)，機(jī)組可以直接執(zhí)行保壓?jiǎn)C(jī)程序，不再進(jìn)行置換和打開放空閥放空。如果需要進(jìn)行機(jī)組入口工藝管線濾芯清潔、管線打開等作業(yè)，在回裝入口短節(jié)并對(duì)壓縮機(jī)充壓，對(duì)靜密封點(diǎn)測(cè)試漏點(diǎn)結(jié)束后啟機(jī)，無需放空缸體內(nèi)天然氣，可以節(jié)約生產(chǎn)資源、降低放空量。

4、優(yōu)化放空方式：控制程序中新增一鍵手動(dòng)放空邏輯，同時(shí)在HMI監(jiān)控界面增加一鍵手動(dòng)泄壓按鈕，在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)無轉(zhuǎn)速時(shí)，可以執(zhí)行手動(dòng)一鍵放空。避免了每次泄壓必須拍下壓縮機(jī)泄壓停機(jī)ESD按鈕觸發(fā)集中監(jiān)視一級(jí)報(bào)警，同時(shí)也減少了人員操作，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)步驟。

5、優(yōu)化在AADVANCE中添加啟機(jī)順控步序失敗報(bào)警程序塊，減少了啟機(jī)過程中，機(jī)組出現(xiàn)故障后技術(shù)人員判斷故障所耗費(fèi)的時(shí)間，增加了機(jī)組備用效率。

6、通過在3C監(jiān)控界面上添加可觀看監(jiān)控參數(shù)正常運(yùn)行范圍的彈框，為壓縮機(jī)專業(yè)巡檢人員和值班監(jiān)控人員提供便捷的機(jī)組監(jiān)控界面，可以提前發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常參數(shù)并用于參考，做到機(jī)組輔助設(shè)備及本體是否存在故障風(fēng)險(xiǎn)的提前判斷。

通過控制邏輯優(yōu)化成功將3臺(tái)國(guó)產(chǎn)電驅(qū)壓縮機(jī)組故障次數(shù)由2017年8次降至次年3次。技術(shù)人員提前發(fā)現(xiàn)問題并預(yù)判故障次數(shù)由0次提升至4次，提升了壓縮機(jī)運(yùn)維技術(shù)人員技術(shù)能力和經(jīng)驗(yàn)。在公司范圍內(nèi)降低因8-25K小時(shí)保養(yǎng)后機(jī)組放空損耗及干氣密封損壞后維修及更換費(fèi)用約370萬元。

運(yùn)行控制邏輯和告警系統(tǒng)是機(jī)組及其輔助系統(tǒng)設(shè)備本體安全的保障，如果在設(shè)計(jì)時(shí)不進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)全面考慮，長(zhǎng)期運(yùn)行后可能導(dǎo)致人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、設(shè)備本體風(fēng)險(xiǎn)陡增，所以在啟停機(jī)步序控制、輔助系統(tǒng)單體設(shè)備控制和告警系統(tǒng)邏輯控制以及人機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將工藝運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備在用工況和人員維保作業(yè)相結(jié)合，進(jìn)行多方面、全方位考慮后，設(shè)計(jì)出成熟且符合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行需求的控制邏輯，以保證機(jī)組、設(shè)備安全和工藝管輸運(yùn)行平穩(wěn)。