郭慶沖 紀(jì)春雷

摘 要

2016年某日夜班，某電廠主控室頻繁閃發(fā)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)（SAP）干燥器故障報(bào)警，根據(jù)干燥器就地控制屏的故障信息，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，通過分析四種導(dǎo)致此報(bào)警的原因，然后逐個(gè)排除，最終結(jié)合現(xiàn)場操作進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)為再生流量不夠?qū)е鲁鋲翰怀浞郑诟稍锼袚Q時(shí)由于塔內(nèi)與塔入口壓力不一致產(chǎn)生的瞬時(shí)壓差觸發(fā)瞬發(fā)過濾器壓差高報(bào)警。

關(guān)鍵詞

除油過濾器;壓差高;干燥器

中圖分類號： TF808 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 74

0 背景

2016年某日夜班，某電廠主控室頻繁閃發(fā)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)（SAP）干燥器故障報(bào)警，主控人員立即聯(lián)系現(xiàn)場人員就地查看，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)干燥器就地控制屏故障信息欄內(nèi)記錄信息為除油過濾器壓差高?，F(xiàn)場人員重新仔細(xì)翻看前后的幾十條故障信息內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律，首先該壓差高報(bào)警觸發(fā)后很短時(shí)間內(nèi)立即消失，其次，該壓差高報(bào)警發(fā)生的頻率為10分鐘/20分鐘/5分鐘不同時(shí)間間隔。

除油過濾器安裝在干燥器的上游，作用是用來除去壓縮機(jī)出口壓縮空氣中可能會存在的油、水、氣溶膠和因此形成的霧滴，收集起來由自動排放閥排出。

該電廠壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)所使用的干燥器類型為無熱再生式壓縮空氣干燥器，該干燥器分為A和B兩塔，一塔再生，一塔吸附，相互交替工作。利用壓力越高，吸附劑吸附的水蒸氣量越多的特性，使吸附劑在壓力下吸附，并利用吸附多熱效應(yīng)，使得吸附劑獲得吸附熱。然后，將已干燥空氣的一部分，通過節(jié)流、減壓引入待再生多干燥塔內(nèi)，有效地利用該塔吸附劑床層中仍保留的吸附熱，對吸附劑所吸收的水分進(jìn)行脫附干燥而完成再生，達(dá)到無熱再生的目的。每10分鐘為一循環(huán)周期，其中干燥5分鐘，再生4分30秒，升壓30秒。

1 原因分析

初步分析導(dǎo)致過濾器瞬時(shí)壓差高的原因有以下四個(gè)。

1.1 干燥塔嚴(yán)重破損

干燥塔塔體有破損時(shí)，干燥塔內(nèi)壓力就無法保證而快速泄壓，然后導(dǎo)致除油過濾器前后壓差過大而觸發(fā)除油過濾器壓差高。同時(shí)干燥器露點(diǎn)溫度也無法維持而觸發(fā)露點(diǎn)高報(bào)警。首先如果干燥塔有破損時(shí)，從外觀可以初步判斷，同時(shí)會因?yàn)樗?nèi)外壓力差而伴隨巨大氣流聲。這些現(xiàn)象當(dāng)時(shí)在現(xiàn)場都沒有出現(xiàn)，而且該干燥器后露點(diǎn)溫度一直維持在-60攝氏度左右，故可以排除此因素導(dǎo)致的除油過濾器壓差高報(bào)警。

1.2 除油過濾器前后壓差表MP故障

除油過濾器前后壓差表（圖1中403MP）故障會誤發(fā)故障報(bào)警，因?yàn)橹俺霈F(xiàn)的多次除油過濾器壓差高報(bào)警故障工單有約三分之一的數(shù)量都是因?yàn)槌瓦^濾器壓差表計(jì)故障導(dǎo)致的故障工單，那么此次的除油過濾器壓差高報(bào)警是否也是儀表故障引起的呢？帶著疑問，現(xiàn)場人員決定在就地觀察2h的時(shí)間，在觀察期間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)除油過濾器正常運(yùn)行時(shí)壓差讀數(shù)在0.3-6.1KPa之間變化，由再生向生產(chǎn)的切換瞬間最大達(dá)到22.5KPa（報(bào)警定值：20KPa），同時(shí)就地控制屏閃發(fā)紅色報(bào)警，因此可以說明除油過濾器壓差表可以實(shí)時(shí)反映真實(shí)壓差讀數(shù)，并不是長期停留在某個(gè)固定數(shù)值，而且根據(jù)除油過濾器壓差高報(bào)警出現(xiàn)的頻率每次都是5分鐘的倍數(shù)時(shí)間，也可以排除除油過濾器壓差表計(jì)故障導(dǎo)致的頻繁壓差高報(bào)警。

1.3 除油過濾器堵塞

除油過濾器堵塞也是常見的導(dǎo)致除油過濾器壓差高報(bào)警出現(xiàn)的一個(gè)主要原因，查詢以往的維修工單，發(fā)現(xiàn)約一半以上都是由于除油過濾器堵塞導(dǎo)致壓差高報(bào)警的故障維修工單。除油過濾器堵塞：一是由于除油過濾器長時(shí)間運(yùn)行已達(dá)更換壽命而失效導(dǎo)致的堵塞;二是壓縮空氣管道內(nèi)雜質(zhì)突然增多導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)迅速局部堵塞。如果是除油過濾器達(dá)到使用壽命失效引起的堵塞，其引起除油過濾器壓差高報(bào)警會長時(shí)間一直出現(xiàn)，所以可以排除由于除油過濾器超過使用壽命失效引起堵塞導(dǎo)致的此次報(bào)警現(xiàn)象;如果是由于壓縮空氣管道內(nèi)雜質(zhì)突然增多導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)局部堵塞，確實(shí)會導(dǎo)致除油過濾器堵塞壓差高報(bào)警，而且如果堵塞情況不嚴(yán)重，也會出現(xiàn)頻繁閃發(fā)除油過濾器壓差高報(bào)警，但是這種情況下，其觸發(fā)除油過濾器壓差高報(bào)警出現(xiàn)的時(shí)間間隔就會是無規(guī)律的，而不會出現(xiàn)時(shí)間間隔為5分鐘的倍數(shù)這么規(guī)律的情況。故可以據(jù)此排除是因?yàn)槌瓦^濾器堵塞導(dǎo)致的此次報(bào)警現(xiàn)象。

1.4 再生流量不夠?qū)е鲁鋲翰怀浞?/p>

正常情況下，如圖1所示，當(dāng)A塔吸附時(shí)，閥門201VA開啟，高水分含量的壓縮空氣經(jīng)過201VA進(jìn)入A塔，在向上流動過程中，壓縮空氣中的水汽被A塔中的吸附劑所吸附，失去水分的干燥壓縮空氣在自身壓力作用下，推開逆止閥205VA然后進(jìn)入下游管網(wǎng)。在A塔進(jìn)氣閥201VA開啟后，此時(shí)B塔底部的排氣閥204VA開啟，為攜帶大量水分的再生尾氣打開了排出通道。來自A塔的一部分干燥空氣經(jīng)過再生流量調(diào)節(jié)閥207VA（207VA為手動調(diào)節(jié)閥）從上部進(jìn)入B塔做自上而下的逆向流動，在上一周期中已被B塔吸附劑吸附的水分在低壓下解析出來后由再生壓縮空氣作為載體，經(jīng)過204VA閥門及出口消音器排出，此時(shí)B塔內(nèi)的吸附劑由于脫水而再生，此過程持續(xù)4.5分鐘，然后204VA關(guān)閉，此時(shí)A塔內(nèi)的一部分干燥壓縮空氣繼續(xù)經(jīng)過207VA為B塔進(jìn)行充壓，正常情況下充壓結(jié)束后B塔內(nèi)壓力會達(dá)到A塔內(nèi)的壓力。此過程持續(xù)0.5分鐘，然后A塔進(jìn)氣閥201VA關(guān)閉，隨后B塔進(jìn)氣閥202VA開啟、A塔排氣閥203VA開啟進(jìn)入A塔再生，B塔吸附的模式。對于任一塔而言，干燥5分鐘，再生4.5分鐘，充壓0.5分鐘。每10分鐘一個(gè)循環(huán)周期。

由于再生流量調(diào)節(jié)閥207VA初次調(diào)節(jié)好后，就會保持在固定開度，用來保證再生塔的空氣流量。若此再生流量調(diào)節(jié)閥開度過大會造成再生壓縮空氣的浪費(fèi)而增加能源損耗。過小會導(dǎo)致再生塔再生效果不好或者導(dǎo)致充壓不充分。正常情況下，壓縮空氣管道在A/B塔每個(gè)周期循環(huán)運(yùn)行時(shí)，自動閥門頻繁開關(guān)的過程中會引起相關(guān)的管道輕微振動，長時(shí)間運(yùn)行后，此手動調(diào)節(jié)閥由于管道振動的原因不能保證其原來的固定開度而使再生流量減少時(shí)，會導(dǎo)致當(dāng)再生塔再生完處于充壓階段時(shí)，在30秒時(shí)間內(nèi)無法使再生塔升壓至與干燥塔內(nèi)相同的壓力值（此時(shí)干燥塔壓力與入口管道壓力相同），從而導(dǎo)致A/B塔切換時(shí)（切換時(shí)間始終為程序設(shè)定好的5分鐘的倍數(shù)時(shí)間），進(jìn)塔入口氣動閥開啟瞬間，由于塔內(nèi)壓力小于進(jìn)氣管道入口壓力而導(dǎo)致瞬間氣流壓差超過報(bào)警定值20KPa，從而導(dǎo)致干燥器入口除油過濾器瞬時(shí)閃發(fā)壓差高報(bào)警然后壓力平衡后壓差高報(bào)警又很快消失。

2 處理方法

為了驗(yàn)證此次除油過濾器壓差高報(bào)警的觸發(fā)是由于再生流量不夠?qū)е鲁鋲翰怀浞值脑?，在專工的監(jiān)護(hù)下，現(xiàn)場人員稍微開大再生流量調(diào)節(jié)閥的開度，然后在就地觀察一段時(shí)間，再根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)。最終讓再生塔充壓時(shí)間結(jié)束后的壓力與干燥塔一致后停止調(diào)整，通過此次微調(diào)整再生流量調(diào)節(jié)閥，主控觸發(fā)的干燥器故障報(bào)警消除。就地控制屏上的報(bào)警也消失。同時(shí)干燥器后露點(diǎn)溫度也維持在-60攝氏度左右。隨后觀察幾天后，再無頻繁閃發(fā)除油過濾器壓差高報(bào)警的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

通過對四種可能會導(dǎo)致除油過濾器壓差高報(bào)警的原因逐個(gè)進(jìn)行分析，然后根據(jù)現(xiàn)場觀察到的其他現(xiàn)象和實(shí)際情況，利用排除法對四種可能的原因進(jìn)行逐個(gè)排除，初步定位到再生流量調(diào)節(jié)閥處，然后通過調(diào)節(jié)開大再生流量調(diào)節(jié)閥的方法來驗(yàn)證，最終發(fā)現(xiàn)通過微開再生流量調(diào)節(jié)閥后，之前頻繁觸發(fā)的除油過濾器壓差高報(bào)警不再出現(xiàn)，而且通過之后幾天的觀察，發(fā)現(xiàn)微調(diào)再生流量調(diào)節(jié)閥后，對干燥器的運(yùn)行未產(chǎn)生其他不利影響。且干燥器后的露點(diǎn)溫度穩(wěn)定在-60攝氏度左右。

參考文獻(xiàn)

[1]韓亞鐸，壓縮空氣系統(tǒng)初級課堂培訓(xùn)教材，浙江海鹽：2018.11.

[2]核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院，壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)手冊，浙江海鹽：2008.01.