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案例頻道1 引言
180萬噸/年ARGG大機組是整套裝置的核心部分，能否長周期運行直接關系到整套裝置的產量。因此，在2014年裝置大檢修期間，對機組的關鍵儀表設備及控制系統進行了升級改造，確保裝置的長周期運行。
2 概述
為保證180萬噸/年ARGG大機組長周期運行，經過與廠家技術人員的交流溝通，利用2014年裝置大檢修期間對三機組、氣壓機現場儀表及控制系統進行升級改造。具體包括以下內容：
（1）煙機出口壓力PT1706取壓點移位及入口溫度TE1711A/B/C熱電偶換型技術改造；
（2）主風機軸系儀表增加冷卻風吹掃系統技術改造；
（3）主風機控制系統通訊卡升級改造；
（4）氣壓機現場儀表優化改造；
（5）氣壓機軸系儀表技術改造；
（6）氣壓機調速器優化改造。
3 改造內容及效果
3.1 煙機出口壓力PT1706取壓點移位及入口溫度TE1711A/B/C熱電偶換型技術改造
3.1.1 改造前情況
180萬噸/年ARGG煙機出口壓力PT1706取壓點、入口溫度TE1711A/B/C測溫點距離煙機輪盤較近，高速旋轉的輪盤產生振動，造成出口壓力取壓管線、入口溫度熱電偶絲斷裂，影響儀表正常測量，影響機組參數的正常監控，而且TE1711A/B/C帶有聯鎖，容易引起機組停車，對生產造成一定程度的影響。加之輪盤附近溫度高、沒有維護平臺，無法對其進行日常維護。
3.1.2 改造內容
將煙機出口壓力PT1706取壓點位置遠移至出口管道上方，減少輪盤振動；并且搭建維護平臺，便于日常維護。將煙機入口溫度熱電偶由就地插入式改為特制的延伸偶絲遠端接線盒方式，避免機組振動、高溫造成溫度失靈，機組停機。
3.1.3 改造后效果
改造后壓力、溫度測量儀表運行平穩，指示準確。通過改造，有如下優點：
圖1 PT1706原取壓點位置
圖2 TE1711A/B/C原測量方式
圖3 PT1706改造后取壓點位置
圖4 TE1711A/B/C改造后測量方式
（1）有效減小機組振動帶來的儀表測量波動，提高機組運行可靠性；
（2）遠離熱源，延長儀表使用壽命，節能增效；
（3）搭建維護平臺，便于機組運行期間日常維護。
3.2 主風機軸系儀表增加冷卻風吹掃系統技術改造
3.2.1 改造前情況
主風機軸系儀表（振動、位移等）在煙機的高溫狀態下，經常出現使用壽命短、測量不準確等現象。靜葉伺服液壓控制器受煙機高溫影響，殼體溫度高達70℃左右，導致伺服系統穩定性下降，造成靜葉調節不靈敏，影響機組的正常調節，容易產生波動，同時高溫加速了液壓元件的老化進度。
3.2.2 改造內容
將主風機軸系儀表及靜葉伺服液壓控制器增加冷卻風吹掃系統，利用循環的凈化風將探頭及液壓單元的熱量帶走，降低儀表元件的環境溫度。同時，在冷卻風管線上安裝空氣過濾減壓閥，通過調節冷卻風壓力，進而調節吹掃的強度，有效地控制儀表的環境溫度。
圖5 主風機靜葉伺服液壓控制器改造后效果圖
3.2.3 改造后效果
通過改造，主風機軸系儀表運行狀況得到了改進，延長了軸系儀表的使用壽命，測量更準確、更平穩；靜葉伺服液壓控制器反應更加靈敏，能夠及時接受控制系統發出的控制信號，進行靜葉角度的調節，保障了主風機長周期的平穩運行。
3.3 主風機控制系統通訊卡升級改造
3.3.1 改造前情況
主風機控制系統采用康吉森的TRICON控制系統，與上位機通訊接口為同軸電纜，通訊速度慢、不穩定，多次出現通訊中斷現象，無法進行主風機運行狀態的監控，影響操作人員的正常操作，給機組的平穩運行帶來潛在的生產隱患。
3.3.2 改造內容
更換控制器通訊卡（冗余），采用TCP/IP通訊方式協議，兩塊冗余的通訊卡分別通訊到兩個冗余的交換機上，再由交換機通訊到上位機。在工程師站組態軟件中更改控制器通訊卡型號及相應參數，設置通訊地址，實現控制器與上位機的通訊暢通。
圖6 改造后主風機控制系統通訊卡
3.3.3 改造后效果
通過對通訊卡進行升級改造，徹底消除了上位機與控制器突發性通訊中斷的故障，實現了人機接口的實時通訊，能夠及時、準確地進行監控機組運行參數，調整機組運行狀態，大大提高了機組長周期運行的可靠度。
3.4 氣壓機現場儀表優化改造
3.4.1 改造前情況
氣壓機現場防喘振流量變送器FT825、FT826、FT827采用的是差壓方式測量流量，差壓變送器在取樣點下方地面上，而且引壓管線過長，導致經常出現引壓管積液現象，影響正常測量，嚴重時會造成壓縮機防喘振閥誤動作，導致壓縮機效率降低、能源浪費。
圖7 改造前氣壓機現場流量變送器安裝位置
3.4.2 改造內容
針對引壓管積液影響測量問題，在裝置大檢修期間，將三臺差壓變送器移位到取壓管線上方，縮短了引壓管線長度，避免了積液現象的發生。
圖8 改造后氣壓機現場流量變送器安裝位置
3.4.3 改造后效果
通過對三臺流量儀表差壓變送器進行移位，產生如下優點：
（1）避免引壓管線積液現象的發生，測量值準確、可靠，進而消除壓縮機防喘振閥誤動作，提高壓縮機工作效率，節省能源；
（2）由于變送器直接安裝于取壓管線上方，引壓管線短，漏點少，實現了儀表的免維護；
（3）取壓管線裝有集液罐，徹底避免引壓管線積液現象的發生，提高了流量測量儀表的真實性。
3.5 氣壓機軸系儀表技術改造
3.5.1 改造前情況
氣壓機軸振動測量系統采用的測量方式是在現場接線箱內安裝振動變送器，將振動探頭采集到的電壓信號在振動變送器處轉換成4～20mA電流信號，然后送達PLC卡件進行顯示。因機組現場振動大、溫度高，導致現場接線箱內的振動變送器頻繁故障，嚴重影響了機組的長周期運行。
3.5.2 改造內容
通過多次論證，取消現場接線箱內的振動變送器，采取“前置器+變送器”方式，在現場接線箱內安裝前置器，將變送器安裝在機柜室內環境條件符合要求的機柜導軌處。這樣，振動探頭測量的信號首先到達現場接線箱內的前置放大器，轉換成電壓信號，再經過機柜室內的變送器轉換成與之對應的4～20mA電流信號，最后送達PLC卡件進行上位顯示。
圖9 改造后氣壓機振動變送器安裝圖（控制室機柜導軌）
3.5.3 改造后效果
改造后通過實際應用，發現前置器的耐振性能和耐高溫性能遠遠高于振動變送器，沒有發生前置器損害現象，提高了儀表信號的精確度，延長了壓縮機軸系振動儀表的使用壽命，實現了機組的長周期運行。
3.6 氣壓機調速器優化改造
3.6.1 改造前情況
氣壓機原調速系統為WOODWARD 505調速器，在實際應用中，因需要與PLC集成使用，經常出現無法復位、轉速控制不及時等現象。
3.6.2 改造內容
通過對氣壓機控制系統升級改造， 將原調速系統改成TRICON ITCC系統。在新的控制系統中將PLC第三方調速器取消，用PI脈沖卡直接采集速度脈沖信號。
圖10 改造后氣壓機轉速脈沖卡件及上位機轉速調節畫面
3.6.3 改造后效果
改造后的調速系統，測量轉速精度更高，可以達到1‰，響應速度更快、無滯后，并對機組調速控制、防喘振控制、聯鎖及PID等控制功能做到無縫兼容，投用后運行可靠，便于操作人員能夠準確、快速地對氣壓機轉速進行控制，實現了機組長周期運行的目的。
4 結語
儀表使用壽命的長短，取決于儀表現場安裝環境的優劣。特別是主風機、氣壓機這種大型機組，現場溫度高、振動大，對儀表的測量效果影響很大。要想機組能夠長周期運行，必須改變現場儀表的安裝環境，這就要求在今后的維護工作中，善于發現問題、分析問題、解決問題，確保機組能夠長周期運行。
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作者簡介
徐林慶（1966-），男，遼寧本溪人，工程師，本科，現就職于大慶煉化公司機電儀廠，主要研究方向為現場儀表與過程控制系統的維護與維修。
摘自《自動化博覽》2016年4月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號