大慶某煉化公司林源生產(chǎn)區(qū)是一個(gè)以生產(chǎn)燃料油為主的石化企業(yè)。1989年投產(chǎn)的6×105t/a重油同軌催化裂化裝置是該生產(chǎn)區(qū)的第二套催化裂化裝置，1997年實(shí)施了技術(shù)改造，使其生產(chǎn)能力由現(xiàn)有的6×105t/a提高到8×105 t/a，由于處理量的增加，原主風(fēng)機(jī)系統(tǒng)已不能滿足生產(chǎn)的需要，因此在本次改造中決定更換該裝置的主風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，將原主風(fēng)機(jī)及儀表控制部分移至一套催化裂化裝置，新的主風(fēng)機(jī)及儀表控制部分移至一套催化裂化裝置，新的主風(fēng)機(jī)機(jī)組由原有的煙氣輪機(jī)、新主風(fēng)機(jī)、新變速齒輪箱機(jī)構(gòu)、新的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)組成，并做到三機(jī)同軸，取消了煙氣輪機(jī)與主風(fēng)機(jī)之間的離合器；原主風(fēng)機(jī)滑潤(rùn)油系統(tǒng)同時(shí)也做了部分改造，原主風(fēng)機(jī)控制部分的全部二次儀表、機(jī)械量檢測(cè)儀表一次元件及儀表盤等整體移至一套催化主風(fēng)機(jī)控制室，新主風(fēng)機(jī)機(jī)組的儀表控制及聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于取消了煙氣輪機(jī)與主風(fēng)機(jī)之間的離合器，因此對(duì)新機(jī)組的儀表控制及自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

　　2主風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)改造前的狀況

　　主風(fēng)機(jī)機(jī)組更新改造前，也是三機(jī)組同軸，所不同的是在煙氣輪機(jī)與主風(fēng)機(jī)之間不是由現(xiàn)在的聯(lián)軸器連接，而是由英國(guó)生產(chǎn)的3S離合器來實(shí)現(xiàn)連接的，3S離合器的優(yōu)點(diǎn)是使煙氣輪機(jī)具有較大的操作彈性，可根據(jù)生產(chǎn)的需要或煙氣輪機(jī)設(shè)備自身的狀況隨時(shí)開停煙氣輪機(jī)，而不影響主風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，3S離合器可以根據(jù)煙氣輪機(jī)的轉(zhuǎn)速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)煙氣輪機(jī)軸與主風(fēng)機(jī)軸之間離與合，但3S離合器也存在著有時(shí)振動(dòng)大等特點(diǎn)。由于供貨周期等各方面原因，本次主風(fēng)機(jī)更新改造用聯(lián)軸器取代了原來的3S離合器，在主風(fēng)機(jī)電機(jī)選型時(shí)考慮了帶動(dòng)煙氣輪機(jī)的負(fù)荷，即在煙氣輪機(jī)未投用或開工時(shí)由電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)煙氣輪機(jī)及主風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是當(dāng)煙氣輪機(jī)設(shè)備本身出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)有3S離合器時(shí)那樣單獨(dú)停煙氣輪機(jī)，而只能將主風(fēng)機(jī)機(jī)組停下來解開煙氣輪機(jī)與主風(fēng)機(jī)之間的邏輯關(guān)系。原主風(fēng)機(jī)儀表控制系統(tǒng)為FC系列儀表，機(jī)械量?jī)x表為美國(guó)BENTLY公司生產(chǎn)的7200系列儀表，聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)由美國(guó)生產(chǎn)的M-84可編程序控制儀實(shí)現(xiàn)。

　　3主風(fēng)機(jī)自保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　由于M-84可編程序控制儀采有梯形圖編程方法，在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性，與現(xiàn)在流行的可把梯形圖變?cè)诔绦蛘Z(yǔ)言進(jìn)行編程的可編程序控制器(PLC)相比，后者無(wú)論從價(jià)格還是使用方面都存在著很大的優(yōu)勢(shì)。因此，決定本次主風(fēng)機(jī)更新改造常規(guī)儀表仍選用FC系列儀表，而主風(fēng)機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)由可編程控制器(PLC)來實(shí)現(xiàn)，具體型號(hào)為OMRON系列產(chǎn)品C60P，由于主風(fēng)機(jī)自保系統(tǒng)的I/O點(diǎn)比較多，所以本次采用的PLC由C60P主機(jī)和擴(kuò)展單兩部分組成，共計(jì)有64點(diǎn)輸入(INPUT)和56點(diǎn)輸出(OUTPUT)；實(shí)際使用43點(diǎn)輸入，53點(diǎn)輸出，I/O點(diǎn)負(fù)荷達(dá)到80%，PLC的輸入輸出點(diǎn)電壓為24VDC，送至電氣專業(yè)的信號(hào)經(jīng)中間繼電器進(jìn)行放大以滿足電氣專業(yè)的容量要求，同時(shí)也防止PLC輸出接點(diǎn)容量超負(fù)荷而損壞PLC設(shè)備。主風(fēng)機(jī)自保項(xiàng)目及投入自保后各閥門狀態(tài)見表1，主風(fēng)機(jī)自保邏輯關(guān)系原理圖見圖1、圖2。

　　3.1聯(lián)鎖功能的實(shí)施

　　由于主風(fēng)機(jī)是催化裂化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，它的運(yùn)行狀況直接決定了裝置的運(yùn)行狀態(tài)，如果不能正確處理主風(fēng)機(jī)突發(fā)的非正常停機(jī)事故，將會(huì)導(dǎo)致催化裝置嚴(yán)重的事故發(fā)生，后果是不堪設(shè)想的，因此，主風(fēng)機(jī)機(jī)組的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯得尤為重要，特別是自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。為了保護(hù)機(jī)組設(shè)備，本次改造設(shè)計(jì)了機(jī)組緊急停機(jī)程序、機(jī)組正常啟動(dòng)聯(lián)鎖程序、機(jī)組自動(dòng)操作程序、機(jī)組逆流保護(hù)程序及機(jī)組安全運(yùn)行程序五個(gè)相互關(guān)聯(lián)的機(jī)組自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)程序，詳細(xì)邏輯關(guān)系見圖1、圖2。與原主風(fēng)機(jī)相比，新增了機(jī)組正常啟動(dòng)聯(lián)鎖程序，由原來的操作人員開機(jī)前現(xiàn)場(chǎng)巡檢逐個(gè)判斷改為現(xiàn)在的由PLC自動(dòng)判斷，即由PLC自動(dòng)判斷潤(rùn)滑油壓國(guó)、動(dòng)力油壓力、主風(fēng)止回閥位置、靜葉角度、緊急放空閥、煙氣輪機(jī)保護(hù)蒸汽閘閥等是否達(dá)到機(jī)組啟動(dòng)前所要求的預(yù)定值，若某一啟動(dòng)條件不滿足要求，會(huì)自動(dòng)發(fā)出該條件不符合要求的聲光報(bào)警提示操作人員機(jī)組目前尚不具備啟動(dòng)條件，不能啟動(dòng)，同時(shí)通過程序使主電機(jī)允許合閘信號(hào)無(wú)效，當(dāng)全部啟動(dòng)條件都滿足后，正常啟動(dòng)聯(lián)鎖程序會(huì)發(fā)出“啟動(dòng)待命”聲光報(bào)警，同時(shí)向電氣專業(yè)發(fā)出主電機(jī)允許合閘信號(hào)，只有這時(shí)按下“主電機(jī)手動(dòng)合閘”按鈕后才能啟動(dòng)主風(fēng)機(jī)；通過機(jī)組正常啟動(dòng)聯(lián)鎖程序的設(shè)置，使機(jī)組啟動(dòng)前各啟動(dòng)條件的檢查與確認(rèn)變得快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)捷；所有的主要信息都能在報(bào)警光子牌顯示，使復(fù)雜的過程變得一目了然。本次主風(fēng)機(jī)更新改造自控設(shè)計(jì)中共設(shè)置了77個(gè)報(bào)警光子牌，基本滿足了主風(fēng)機(jī)組安全操作的需要，為機(jī)組的安全運(yùn)行提供了強(qiáng)大的“預(yù)警”功能，是機(jī)組安全運(yùn)行的可靠保障，同時(shí)也方便了操作。

　　3.2聯(lián)鎖功能中開關(guān)的設(shè)置

　　為了便于工藝人員操作及儀表維護(hù)，在主風(fēng)機(jī)機(jī)組邏輯聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中設(shè)置了7個(gè)手動(dòng)開關(guān)或按鈕，它們分別是手動(dòng)緊急停主風(fēng)機(jī)按鈕、手動(dòng)緊急打開放空閥按鈕、主風(fēng)機(jī)手動(dòng)安全運(yùn)行按鈕、自保系統(tǒng)復(fù)位按鈕、主風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作按鈕、煙氣輪機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)及主風(fēng)機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)，這些開關(guān)或按鈕的設(shè)置增加了自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)操作上的靈活性，為機(jī)組的安全運(yùn)行提供了保障。

　　分別設(shè)置主風(fēng)機(jī)及煙氣輪機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)，其目的是方便儀表維護(hù)人員對(duì)主風(fēng)機(jī)機(jī)組參與自保儀表的維修，正常情況下兩個(gè)自保切除開關(guān)始終處于“聯(lián)鎖”位置，當(dāng)自保切除開關(guān)處于“切除”位置時(shí)，維護(hù)人員可正常維修與自保系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)備，設(shè)置自保切除開關(guān)的目的是為了防止維修人員進(jìn)行正常維修(或調(diào)校)時(shí)使該自保系統(tǒng)誤動(dòng)作，從而導(dǎo)致主風(fēng)機(jī)的非正常停機(jī)，在兩個(gè)自保切除開關(guān)處于“切除”位置時(shí)，不影響報(bào)警功能；主風(fēng)機(jī)機(jī)組是催化裂化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，但主風(fēng)機(jī)機(jī)組中的煙氣輪機(jī)只是能量回收設(shè)備，是否運(yùn)行直接影響裝置的能耗水平，不影響催化裂裝置的正常生產(chǎn)，當(dāng)煙氣輪機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，必須停煙氣輪機(jī)，所以煙氣輪機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)同時(shí)還起到煙氣輪機(jī)不運(yùn)行時(shí)從主風(fēng)機(jī)機(jī)組總的邏輯聯(lián)鎖系統(tǒng)中切除來自于煙氣輪機(jī)的自保信號(hào)，使主風(fēng)機(jī)仍能正常運(yùn)行，并且保護(hù)一了主風(fēng)機(jī)機(jī)組自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖系統(tǒng)功能的完整性，考慮到“持續(xù)逆流”現(xiàn)象的特殊性及對(duì)主風(fēng)機(jī)設(shè)備的危害性，主風(fēng)機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)、煙氣輪機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)均置于“切除”位置時(shí)，如果有持續(xù)逆流現(xiàn)象發(fā)生，自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖系統(tǒng)程序仍能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)功能，保護(hù)機(jī)組設(shè)備的安全。

　　3.3報(bào)警記憶功能

　　由于主風(fēng)機(jī)機(jī)組停機(jī)大多數(shù)情況下為突發(fā)事故，自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)程序的設(shè)置就是為了防止突發(fā)事故的發(fā)生而損壞機(jī)組設(shè)備，然而作為機(jī)組的自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)程序只做到防止機(jī)組設(shè)備損壞是不夠的，還必須能夠記錄下來主風(fēng)機(jī)機(jī)組發(fā)生停機(jī)或進(jìn)入安全運(yùn)行時(shí)各重要參數(shù)的狀態(tài)，亦即各重要參數(shù)的報(bào)警狀態(tài)，這種功能有利于分析事故發(fā)生的原因，進(jìn)而采取有針對(duì)性的措施，杜絕類似事故的再次發(fā)生。

　　在自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)程序中對(duì)圖1、圖2中的帶“*”號(hào)的重要參數(shù)的報(bào)警實(shí)施了記憶功能，并在儀表盤內(nèi)設(shè)置了記憶報(bào)警復(fù)位按鈕，當(dāng)機(jī)組發(fā)生停機(jī)事故或進(jìn)入安全運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖程序會(huì)自動(dòng)記憶上述報(bào)警信號(hào)的狀態(tài)，使報(bào)警光子牌中這些報(bào)警在進(jìn)行記憶報(bào)警復(fù)位前始終保持機(jī)組停機(jī)或進(jìn)入安全運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，在進(jìn)行邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了主風(fēng)機(jī)事故停機(jī)后需重新開機(jī)的實(shí)際情況，在停機(jī)事故發(fā)生后，可以通過儀表盤上的主風(fēng)機(jī)自保切除/聯(lián)鎖開關(guān)使自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)程序向電氣發(fā)出的主風(fēng)機(jī)主電機(jī)跳閘信號(hào)復(fù)位，達(dá)到能夠重新開主風(fēng)機(jī)的目的，當(dāng)工藝操作人員記錄下這些記憶報(bào)警信號(hào)的狀態(tài)后由儀表維護(hù)人員進(jìn)入儀表盤內(nèi)按下記憶報(bào)警復(fù)位按鈕，使這些記憶報(bào)警復(fù)位。

　　3.4系統(tǒng)的可靠性

　　由于主風(fēng)機(jī)機(jī)組是催化裂化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，從安全角度出來，為了使儀表控制系統(tǒng)及自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)在供電系統(tǒng)事故停電狀態(tài)下，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖功能及維持必要的操作，配備了不間斷電源(UPS)系統(tǒng)，做到了既使在主風(fēng)機(jī)崗局部短時(shí)間停電的情況下，仍能保證自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)正常工作。另外，為了提高自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的可靠性及準(zhǔn)確性，對(duì)潤(rùn)滑油壓力過低和動(dòng)力油壓力過低兩個(gè)參與自保的信號(hào)采取了三取二的措施，煙氣輪機(jī)轉(zhuǎn)速采用了美國(guó)BENTLY公司的超速保護(hù)系統(tǒng)，使系統(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步提高。

　　4改造后投用情況

　　催化裂化裝置主風(fēng)機(jī)機(jī)組更新改造完成后，投用3年多的時(shí)間，沒有出現(xiàn)由于該套自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)程序系統(tǒng)本身的原因而導(dǎo)致主風(fēng)機(jī)機(jī)組自保系統(tǒng)產(chǎn)生誤動(dòng)作。通過這3年多的實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，本次主風(fēng)機(jī)更新改造過程中自動(dòng)邏輯聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是成功的，能夠在線修改和檢查程序，達(dá)到了預(yù)期的目的。

　　但是，一套好的系統(tǒng)要使其始終正常發(fā)揮作用，必須有一套完整的維護(hù)試驗(yàn)措施，并能做致持續(xù)嚴(yán)格地執(zhí)行下去。自改造完成后，按生產(chǎn)部門的要求，在一年一次的裝置大檢修中由供電、儀表、工藝生產(chǎn)車間三家聯(lián)合對(duì)自動(dòng)聯(lián)鎖程序系統(tǒng)逐點(diǎn)逐項(xiàng)地進(jìn)行一次全面的模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，并對(duì)每次試驗(yàn)結(jié)果做詳細(xì)記錄，這些工作是保證主風(fēng)機(jī)組自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)正常工作的重要前提。

來源：機(jī)械專家網(wǎng)