雷立財，彭曉

（中國核工業(yè)集團(tuán)公司四○四有限公司第三分公司，甘肅蘭州，732850）

中試廠應(yīng)急壓空控制系統(tǒng)改造

雷立財，彭曉

（中國核工業(yè)集團(tuán)公司四○四有限公司第三分公司，甘肅蘭州，732850）

中試廠應(yīng)急壓空站的空壓機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)供氣補(bǔ)充不穩(wěn)定，經(jīng)常無法實(shí)現(xiàn)自動啟/停的現(xiàn)象。中試廠中采用了大量的氣動設(shè)備，一旦壓空不能達(dá)到最低限值，很多設(shè)備便無法正常運(yùn)行。本文通過分析，對出現(xiàn)的問題采用了增加了壓空緩沖罐，并摘除了原有的自動控制板，采用硬件連鎖的辦法實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的自動啟/停操作的過程。壓空機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)過改造后，可正常進(jìn)行自動啟/停，保證了中試廠工藝設(shè)備的正常運(yùn)行。

應(yīng)急壓空；空壓機(jī)；改造

1 工藝系統(tǒng)總述

1.1 系統(tǒng)簡介

中試廠壓空站主要負(fù)責(zé)接收由外部輸送進(jìn)來的0.6MPa的壓縮空氣，當(dāng)外部供氣不能達(dá)到0.6MPa或壓縮空氣壓力達(dá)不到工藝所需壓力時，啟動0.6MPa應(yīng)急壓空系統(tǒng)。

應(yīng)急壓空系統(tǒng)由兩臺SA-4100A型噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)（簡稱空壓機(jī)）4-1#、4-2#組成，由應(yīng)急空壓機(jī)出來的應(yīng)急壓空經(jīng)HAD0120型集裝式無熱再生干燥器干燥除水后與外部供氣一起輸送到工藝廠房。（見圖1）

圖1 應(yīng)急空壓機(jī)系統(tǒng)示意圖

1.2 測控裝置簡介

應(yīng)急壓空系統(tǒng)空壓機(jī)自動啟/?？刂菩盘栍呻娊狱c(diǎn)壓力表反饋。電接點(diǎn)壓力表安裝在工藝用氣的管道末端，用于監(jiān)控整個系統(tǒng)供氣。電接點(diǎn)壓力表由測量系統(tǒng)、指示裝置、磁助電接點(diǎn)裝置及調(diào)節(jié)裝置等組成。當(dāng)被測壓力作用于彈簧管時，其末端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形，經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)放大后，在度盤上指示出來。指針帶動電接點(diǎn)裝置的活動觸點(diǎn)與設(shè)定指針上的觸頭(上限或下限)相接觸的瞬時，控制系統(tǒng)接通或斷開，以實(shí)現(xiàn)自動控制和發(fā)信報警的功能。

電接點(diǎn)壓力表可任意設(shè)定上、下控制壓力值，其與相應(yīng)的器件配套使用，可對被測壓力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)定的最大或最小壓力值的雙位自動控制。

2 空壓機(jī)控制系統(tǒng)分析

2.1 生產(chǎn)運(yùn)行中的問題

應(yīng)急壓空系統(tǒng)可即時產(chǎn)生壓空，用來調(diào)節(jié)壓力。生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題有：（1）壓空機(jī)在運(yùn)行時補(bǔ)充的壓力波動太大，（2）系統(tǒng)出現(xiàn)無法自動啟?，F(xiàn)象。

2.2 空壓機(jī)系統(tǒng)存在的問題分析

2.2.1 運(yùn)行補(bǔ)充壓力波動大

根據(jù)圖1的應(yīng)急壓空示意圖我們可以得到：

P（廠房）=P（外部）+P（1#)+P（2#）

廠房用氣等于外部供氣與1#和2#壓力之和，外部供氣經(jīng)過壓空緩沖罐輸入總管道，P（外部）相對穩(wěn)定，而1#啟動時出現(xiàn)波動，1#和2#同時啟動時波動最大，時常出現(xiàn)報警。通過對系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)可以得到表1。

表1 空壓機(jī)波動數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)表

2.2.2 系統(tǒng)無法自行啟停

中試廠應(yīng)急壓空系統(tǒng)使用兩臺空氣壓縮機(jī)，當(dāng)外部供氣壓力小于廠房用氣，壓力達(dá)到1#電接點(diǎn)壓力表下限時，啟動一臺應(yīng)急壓空補(bǔ)充壓空，如果繼續(xù)減少至2#電接點(diǎn)壓力表下限，則啟動另一臺同時補(bǔ)充壓空。應(yīng)急空壓機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)壓力達(dá)到下限時不能夠自動啟動，嚴(yán)重影響到廠房用氣。表2是2010年的故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)表。

表2 空壓機(jī)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

針對以上故障分析如下：

首先把遠(yuǎn)程控制按鈕打到手動控制狀態(tài)，人工進(jìn)行空壓機(jī)的啟動、停止，均正常運(yùn)行，排除空壓機(jī)機(jī)械部分故障。

當(dāng)系統(tǒng)壓力處于下限或上限時，使用萬用表檢查電接點(diǎn)壓力表的輸出正常，表明壓力表沒有損壞。排除電接點(diǎn)壓力表信號傳輸?shù)膯栴}。

使用萬用表檢查手/自動按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)通斷正常。打到自動狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到下限或上限時，檢查電動機(jī)輸入端沒有電壓，檢查自控板沒有輸出或輸出電壓太低，檢查自控板輸入正常。由此可以確定自控板出現(xiàn)故障，導(dǎo)致壓空機(jī)無法進(jìn)行自動啟停。

2.3 解決思路

根據(jù)空壓機(jī)產(chǎn)生的壓力選擇增加壓空緩沖罐，減少進(jìn)入系統(tǒng)的壓力波動。通過對空壓機(jī)遠(yuǎn)程就地控制板檢查，手動控制操作正常。經(jīng)分析將原控制板自動控制部分可以用硬件連鎖替代，從而實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的自動啟/停操作，保證應(yīng)急壓空機(jī)組的正常啟/停。

3 解決問題與現(xiàn)場改造

3.1 現(xiàn)場改造要求

在原有的系統(tǒng)中加入壓空緩沖罐，確保應(yīng)急外部供氣的平穩(wěn)、連續(xù)。由于原手動板可以實(shí)現(xiàn)手動控制功能，現(xiàn)只需在原手動板上進(jìn)行整改，加入硬件連鎖，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的手/自動控制。

3.2 壓空穩(wěn)定性的改進(jìn)

在干燥器的出口處增加一個壓空緩沖罐，壓縮空氣通過緩沖罐后進(jìn)入到總系統(tǒng)中，保持氣流的平穩(wěn)，不會產(chǎn)生脈沖現(xiàn)象。增加壓空緩沖罐后，系統(tǒng)壓力比較平穩(wěn)，波動減少，效果明顯，并且保證了工藝正常平穩(wěn)用氣。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 增加緩沖罐后空壓機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

3 啟 啟 0 60MPa 0 60MPa 正常4 啟 啟 0 65MPa 0 65MPa 正常

3.3 現(xiàn)場自控改造

3.3.1 自控系統(tǒng)原理圖

應(yīng)急壓空繼電器控制原理圖和空壓機(jī)自動控制回路原理圖如圖2和圖3所示。

圖2 繼電器控制原理圖

圖3 空壓機(jī)自動控制回路原理圖

QC、TC為電接點(diǎn)壓力表的常開觸點(diǎn)，QC用于在壓力下限時啟動空壓機(jī)，TC用于在壓力上限時停止空壓機(jī)；YJK為手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)；QJ、TJ、YJJ分別為手/自動啟、停開關(guān)和中間繼電器；CN2-4Pin為手動控制面板的啟/停預(yù)留端點(diǎn)。依照圖2和圖3，首先將YJK打到手動位置，手動啟/?？諌簷C(jī)，查看空壓機(jī)是否能夠正常啟動。再將YJK打到自動位置，將電接點(diǎn)壓力表根閥關(guān)閉（系統(tǒng)處于壓力低限），空壓機(jī)應(yīng)自動啟動；將電接點(diǎn)壓力表打開，調(diào)整壓力使得系統(tǒng)處于壓力上限時，空壓機(jī)自動停止。

3.3.2 結(jié)論與驗(yàn)證

當(dāng)進(jìn)行手動操作時，YJK打到手動狀態(tài)，空壓機(jī)能夠正常手動進(jìn)行啟/停。

圖4 改造完成系統(tǒng)示意圖

當(dāng)進(jìn)行自動操作時，YJK打到自動狀態(tài)，控制過程如下：調(diào)整電接點(diǎn)壓力表的下限指示，在壓力到達(dá)下限時，電接點(diǎn)壓力表的活動觸點(diǎn)與下限觸點(diǎn)接通，繼電器QJ接通并自鎖，其常開觸點(diǎn)QJ接通，補(bǔ)充壓力。調(diào)整上限指示，當(dāng)壓力達(dá)到上限時，電接點(diǎn)壓力表的活動觸點(diǎn)與上限觸點(diǎn)接通，繼電器TJ動作，其常閉觸點(diǎn)TJ斷開，切斷繼電器QJ的供電，常開點(diǎn)QJ斷開，斷開壓力補(bǔ)充。反復(fù)試驗(yàn)中，沒有出現(xiàn)報警狀態(tài)，圖4為改造完成后總的系統(tǒng)示意圖。

經(jīng)過長時間運(yùn)行，應(yīng)急壓空運(yùn)行穩(wěn)定，故障次數(shù)如表4所示。

表4 自控改造完成故障次數(shù)

4 結(jié)論

通過對應(yīng)急壓空系統(tǒng)壓空機(jī)輸出不穩(wěn)定與自控方式無法運(yùn)轉(zhuǎn)的解決，使應(yīng)急壓空可以正常運(yùn)行,運(yùn)行狀況良好。

[1]李紅斌.化工生產(chǎn)反應(yīng)釜夾套壓空控制程序?qū)崿F(xiàn)[J].裝備制造技術(shù)，2015,(02):61-62

[2]孟亮,馮雨.應(yīng)急壓空系統(tǒng)干燥器的PLC設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016,15(22):53-54

Transformation of Emergency Pressure Control Systemin Medium Trial Plant

Lei Licai ,Peng Xiao
(The third branch of China Nuclear Industry Group Corporation, 404 Co., Ltd., Lanzhou Gansu,732850)

In the middle of the test machine, the air compressor of the emergency air pressure station is unstable and unstable in the course of running, and it is often impossible to realize the automatic start/ stop In the pilot plant using a large number of pneumatic equipment, once the pressure can not reach the minimum, many devices will not function properly In this paper, through the analysis, the problem has been adopted to increase the pressure buffer tank, and remove the original automatic control panel, the use of hardware chain approach to achieve air compressor automatic start / stop operation process Compression machine control system after transformation, can be automatically activated / stop, to ensure the normal operation of the pilot plant process equipment

emergency pressure; air compressor; transformation