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空分裝置安全運行性能的提升與優化

文檔作者：王耀文檔來源：萊鋼集團自動化部		點擊數：	更新時間： 2021年03月04日
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第5期(總第180期)
2013年1O月
機械工程與自動化
MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION
NO．5
Oct．
文章編號：1672-6413(2013)05—0217—02
空分裝置安全運行性能的提升與優化
王
(萊鋼集團自動化部，
耀
山東萊蕪271104)
摘要：從已發生的故障以及存在的安全隱患出發， 對可能出現的故障原因進行綜合分析，通過設備換型、技
術升級等方法對空分裝置進行了改進。改造后的效果顯著。有效地保障了制氧機組的安全運行及人身安全。
關鍵詞： 完善保護；控制線路冗余； 空分裝置
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：B
0 引言
隨著生產規模的不斷擴大，萊鋼天元氣體公司的
制氧機組規模也由原來的4臺擴展到了8臺。由于設
備老化、技術落后、設計缺陷等，近年來幾臺機組故障
頻繁出現，為了保證一線氧氣的供應，亟需解決制氧機
組出現的問題，提高制氧機組的安全穩定性。本文主
要介紹了萊鋼天元氣體公司3#～10#制氧機組基礎
級和過程級的控制系統、儀表及檢測元件的開發、維護
和改造。
1 現狀分析
從系統運行的實際效果看，制氧機組原控制系統
能較好地完成空壓機生產工藝過程的自動化控制，確
保生產的順行，取得了較好的經濟效益。但機組運行
后，一些初期設計考慮不到的問題也顯現了出來。通
過對現場的狀態進行全面分析后，得出如下結論：
(1)7#～10#制氧機送氣總管一直采用人工手
輪操作機械閥的操作方式，操作人員需要爬高空管路，
既不方便也不安全；閥門調節沒有自動功能，只能靠經
驗；由于機械閥門工作不到位，易發生泄漏，甚至引起
爆炸事故。
(2)制氧機組由分子篩進主換熱器的4路管道沒
有相應的溫度測點和閥門位置反饋信號，致使操作工
無法正確判斷管道的溫度和閥門的位置，可能引起停
車或爆炸事故。
2 故障原因分析
基于多年的現場維護經驗，根據制氧工藝流程，結
合實際情況，并通過技術論證，針對現場易出現的故
障作出以下原因分析：
(1)由于7#～10#制氧機送氣總管閥門沒有自
動控制功能，只能靠人工手輪操作機械閥，無法準確控
制閥門的開度，可能會造成事故的發生。
(2)制氧機組在分子篩進主換熱器的管道上，原
來并沒有預留冗余的安裝位置；同時，因為在原閥門頂
上有一個圓形旋轉式的閥門刻度標尺，位置非常狹窄，
在頂上無法安裝現有的各種定位裝置，也無法對現有
閥門進行分體式改造。由于最初的設計并沒有相關的
監控設計，因此在增加監控點的同時也會對現有的分
子篩進主換熱器部分的控制功能進行一定的改進。
3 提高安全穩定性的技術實現 、
3．1 實現閥門自動化控制
對“閥門站”進行PLC控制的主要目的是：在操作
閥門時，工藝人員不需到現場，保障了其人身安全。同
時，由于現場手動改為遠程控制，閥門上安裝了電磁
閥、定位器等儀控設備，保障了現場處理故障的儀控人
員的安全。煉鋼管道有調節閥一臺(氣閉式)，切斷閥
一臺(雙作用氣缸式)，調節閥前、切斷閥后各有一臺手
動截止閥，送氧時兩臺手動截止閥全部打開，調節閥全
開，切斷閥全開(電磁閥失電)。新增加的WinCC監
控站兼顧組態和操作功能，不但能輕松地實現設備操
控、報警、歷史趨勢顯示，更為維護人員提供了查找故
障的有力工具。圖1為改造后的開關閥站系統。
3．2 管網增加緊急切斷控制功能
管網改造前采用手輪操作調節閥門的開度來控制
流量，對緊急狀況沒有設計相應的控制方案。此次改
造在調節閥前增加了緊急切斷閥KV1093．2，它能在
緊急狀態下以最快的速度切斷氣源供應，保證生產安
全。圖2為緊急切斷閥控制程序圖。
3．3 分子篩進主換熱器管道儀控系統升級
收稿日期；2013—02一Ol；修回日期：2013-04—15
作者簡介：王輝(1981一)，女，山東萊蕪人，工程師，本科，現主要從事自動化控制系統的研發與維護工作。

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