石油化工壓縮機是工藝裝置的核心設備，由于造價(jià)高，大部分單臺運行，一但壓縮機聯(lián)鎖、非計劃停機，就造成生產(chǎn)裝置的停車(chē)。再次開(kāi)車(chē)造成物料、能量、環(huán)境的損失，給裝置帶來(lái)安全隱患。因此壓縮機安全、長(cháng)周期平穩運行十分重要，國際通用規范（API）要求大型壓縮機連續運行三年以上不需要停車(chē)檢修，這對大型壓縮機長(cháng)周期可靠運行提出更高的要求，其中控制系統及現場(chǎng)儀表的可靠性直接關(guān)系到壓縮機運行的可靠性。

 

1  TS3000控制系統可靠性分析

TS3000系統是美國TRICONEX公司的現代化的產(chǎn)品，安全等級達到了TUV6級或SIL3級。它采用了三重化（TMR）冗余結構處理器技術(shù)，它將三路隔離、各自好立并行執行控制程序和廣泛的診斷集成在一個(gè)系統中，用三取二表決提供高度完善、無(wú)差錯、不間斷的過(guò)程操作。每一個(gè)I/O卡件也均采用三重化設計，即一個(gè)信號進(jìn)入一個(gè)卡件通道時(shí)，分別分成三個(gè)好立的通道在表決后電路后進(jìn)入系統，即時(shí)系統一路故障報警，系統也能正常工作，運行狀態(tài)通過(guò)在卡件發(fā)光二級管顯示（正常綠色故障紅色）。信號經(jīng)三個(gè)主處理器處理后沿著(zhù)三個(gè)通道被送到輸出卡件，并在輸出卡件中再次進(jìn)行表決和決擇后輸出，不會(huì )因內部單點(diǎn)故障系統失效而造成誤停車(chē)。

 

TS-3000的系統合理使用了ETP斷子板，ETP是連接各卡件通道到現場(chǎng)接線(xiàn)端子集成件，用專(zhuān)用的KS電纜把ETP端子板與I/O卡件相連接，ETP對處理故障起重要作用，如DI輸入卡件的ETP端子板帶保險管和發(fā)光二級管，當保險絲斷了，發(fā)光二極點(diǎn)亮為紅色，可訊速查找到故障點(diǎn)。TS-3000具有SOE功能，一旦事件發(fā)生，以毫秒級記錄發(fā)生事件，分析出事件的先后順序，能盡快找到事故的原因，可以說(shuō)壓縮機的“黑匣子”。

 

壓縮機控制系統設計時(shí)，應選有三重化冗余、容錯、診斷功能、SOE事故記錄功能等如TS000的可靠性強的控制系統。

 

2  現場(chǎng)配套儀表的選型

壓縮機配套現場(chǎng)安全儀表主要有，檢測潤滑油壓力儀表、軸溫、軸振動(dòng)儀表，其可靠性直接關(guān)系著(zhù)整個(gè)系統的可靠性。在儀表選型過(guò)程中應從多方面進(jìn)行考慮，包括儀表的自身性的可靠性及外界環(huán)境、安裝等方面。

 

2.1 潤滑油壓力檢測元件

按照系統可靠性的原則選擇儀表配置方式，為故障安全型。目前潤滑油壓力低低聯(lián)鎖常見(jiàn)有壓力開(kāi)關(guān)和壓力變送器兩種形式儀表。選用壓力開(kāi)關(guān)，調校好壓力開(kāi)關(guān)，線(xiàn)接到潤滑油壓正常時(shí)閉觸點(diǎn)（故障安全型）。選用壓力開(kāi)關(guān)有以下問(wèn)題；觸點(diǎn)長(cháng)期閉合（故障安全型）不動(dòng)做，有時(shí)會(huì )出現黏合或接觸不良，導致誤動(dòng)作和不動(dòng)作，另每次調校要把表拆下了，在校驗臺調校，在安裝過(guò)程部分壓力開(kāi)關(guān)頂絲跑位現象，造成連鎖值不準，影響到壓縮機安全性。故選用帶Hart協(xié)議和LCD顯示功能智能壓力變送器克服了壓力開(kāi)關(guān)弊端，智能壓力變送器輸出穩定，并帶數字信號的4~20mA信號，壓力實(shí)際值隨時(shí)能看到，通過(guò)手持終端就完成壓力變送器的調校和聯(lián)鎖自保試驗�？刂葡到y的運算功能多，速度快，連鎖值在控制系統運算后輸出。變送器也采用了冗余的配置方案，方式為“三取二”的邏輯表達形式。3臺變送器安裝接線(xiàn)是相互好立，其檢測信號分別進(jìn)入控制系統表系統的3個(gè)不同的輸入模塊。這種配置方式既增強了系統的可靠性。除了降低變送器、壓力開(kāi)關(guān)的自身故障情況失效導致系統的停車(chē)事故，還有效地避免了外界環(huán)境如導壓管堵塞，接頭泄漏、線(xiàn)路接觸不良等多方面的因素，從根本上提高可靠性。

 

2.2 軸系儀表

軸系儀表主要包括軸振動(dòng)、軸位移、鍵相位、軸瓦溫度及轉速等。在壓縮機運行過(guò)程中，軸系儀表故障率略高，經(jīng)常出現軸溫開(kāi)路或干擾溫度突然變#大，或軸振動(dòng)和軸位移探頭、延伸電纜及前置器故障或干擾，造成壓縮機聯(lián)鎖停車(chē)。這種故障是突發(fā)的，無(wú)征兆，有時(shí)瞬間回復正常。要消除這種隱患，按規范安裝軸系儀表，確保安質(zhì)量外，并在控制器邏輯算上對信號適當處理，減少信號故障的發(fā)生，降低事故的停車(chē)率，提升其的可靠性。

 

2.2.1  軸溫儀表

機組軸瓦溫度，一般采用PT100雙支熱電阻檢測，按照固定方式可分為直插式，螺紋式等，直插式雙支熱電阻用固定膠固定在軸瓦上，防止雙支熱電阻引線(xiàn)損傷或斷路，安裝期間，熱電阻線(xiàn)從軸瓦組件中引出，按固定的路徑敷設，作好固定措施，同時(shí)與機械專(zhuān)業(yè)配合好，防止軸瓦安裝時(shí)把熱電阻壓壞、壓斷，固定好路徑要仔細檢查，避開(kāi)銳邊銳角對線(xiàn)的損傷。在溫變安全刪的組態(tài)中，組態(tài)熱電阻開(kāi)路、斷路時(shí)輸出值置零并報警，避免因熱電阻開(kāi)路顯示變#大造成連鎖停車(chē)，或控制系統的溫度聯(lián)鎖邏輯運算中，對溫度信號做延時(shí)避過(guò)干擾。

 

2.1.2  軸振儀表

壓縮機軸系儀表在安裝除了按說(shuō)明及規范要求安裝外，避免探頭的豬尾線(xiàn)與延伸電纜連接扭力；檢查延伸電纜的絕緣層，將同軸電纜接頭擰緊并做絕緣處理，防止電纜多點(diǎn)接地造成信號異常波動(dòng)（延伸電纜和探頭豬尾線(xiàn)選用鎧裝的比較好）；密封探頭與殼體連接處，防止油氣順著(zhù)探頭和延伸電纜滲出，造成同軸電纜接頭接觸不良，從安裝施工提高其可靠性。

 

3  維護旁路開(kāi)關(guān)的設置

為了提高系統的可用性，合理的旁路開(kāi)關(guān)和操作旁路開(kāi)關(guān)的設計變尤其重要。維護旁路開(kāi)關(guān)主要用于聯(lián)鎖現場(chǎng)儀表和線(xiàn)路維護暫時(shí)旁路信號輸入，使控制系統聯(lián)鎖邏輯輸出不受維護線(xiàn)路和儀表信號的影響，方便現場(chǎng)儀表進(jìn)行在測試和維護，避免因儀表維護造成壓縮機聯(lián)鎖停機。維護旁路設置為軟開(kāi)關(guān)，并設置安全級別口令，設置明顯的旁路報警顯示，儀表故障處理好，盡快解除維護旁路。操作旁路開(kāi)關(guān)使壓縮機允許啟動(dòng)的工藝條件不滿(mǎn)足，暫時(shí)旁掉輸入信號，等壓縮機運行起來(lái)工藝參數正常，解除旁路。

 

4  結束語(yǔ) 

設計先金的大型壓縮機組的控制系統及現場(chǎng)儀表，其可靠性對于提高整個(gè)裝置的安全運行有重要意義，以上壓縮機控制系統的和現場(chǎng)儀表設計、安裝、維護等方面的一些體會(huì )探討，以其達到提升壓縮機控制系統及儀表的可靠性目的。