某压空站无人值守安全改造研究

某压空站无人值守安全改造研究

余洪琼

四川红华实业有限公司    四川乐山   614200

摘要

某压空站安全改造的目的是将现场值守改为无人值守，对系统进行远程控制，从而提高系统自动化、智能化、智慧化水平且为公司圆满完成降本增效和“三项”制度深化改革创造条件。本文详细介绍了2022年度压空站安全改造的内容及取得的成效，分析了该次改造后存在的弊端和暴露出的问题与不足及需进一步改造的内容，为2023年继续改造提供了思路和方向，以便实现无人值守、远程控制功能，确保主工艺生产安全。

关键词：压空站  无人值守  安全改造  研究

Abstract

To remotely control the system,so as to improve the level of system automation,intelligence and smart spending,and create conditions for the company to successfully complete cost reduction and efficiency  improvement and deepen the reform of the “three systems”.This article introduces in detail the content and results of the safety transformation of the empty station in 2022,analyzes the shortcomings exposed after the transformation,

as well as the content that needs to be further reformed,and provides ideas and direction for the continued transformation in 2023,so as to achieve unattended and remote control safely and reliable.Make functions to ensure the safe production of xx cascades.

Keyword: the empty station; unattended; safety transformation;research

1

1研究背景

某压空站起着为某主工艺生产线01厂房的压空调节器和工艺调节器、02和03厂房的电磁阀供应驱动气源的作用，要求连续不间断供应0.61MPa～0.67Mpa的压缩空气，否则会引起主工艺停运。2022年4月安全改造前，该压空站完全为运行人员现场值守，设备启停倒换需靠人工操作。 2022年4月～6月安全改造后虽然能在远程启停和自动切换，但因设备自身控制器参数未远传、控制模块设计缺陷、热风排风系统设计缺陷及设备和附件老化严重等问题导致安全改造后该压缩空气系统故障频发，设备多次自动停机，远程控制存在较大安全隐患。为此，需进一步对该压缩空气系统存在的问题进行查找和分析研究，确定2023年进一步改造的内容和方案。

2 2022年安全改造的内容

因此前手动操作和切换压空站压缩空气系统时未暴露出设备存在问题,因此2022年度对该系统安全改造时,只是将每台空压机的送气阀和放空阀、水冷式后冷却器的进水支管阀、三台冷干机的进出口阀、储气罐的出口阀由手动截止阀更换为电动球阀，同时将空压机的热气导出阀由手动截止阀更换为旋启式止回阀（根据风管压力变化自行开关），并将高效除油器的电磁阀电源根据空压机的启停自动开、断，以实现该压空站供气系统的远程控制、自动切换。为实现远程控制自动切换功能，在压空厂房新增四台电气控制柜，并将压空值班室内原仪表柜更新为PLC控制柜，压缩空气系统的自动控制为PLC编程逻辑控制。本次供气线安全改造内容详见图1中加黑部分，改造前后阀门型号、设备型号对比见表1。

图1  某压空站压缩空气系统改造内容

表1  压空安全改造配件明细表

3 2022年安全改造后取得的成效

2022年压缩空气系统安全改造后，该压空站实现了智能控制，智能控制系统用于控制空压机、冷干机及其配套的电动阀门，具备手/自动控制，一对一远程操控及自动联锁启动机组控制，实时监控压空系统各传感器参数信息，生成历史趋势报警信息等功能。控制柜采用人机交互的方式进行操作，在控制柜触摸屏上完成手/自动的切换、各设备的启停及联锁控制，并能直观的了解到各参数的实时情况，数据页面自动生成历史曲线及故障查询。操作界面实时动态显示，状态信息对应屏幕显示，运行数据参数状态在屏幕上一目了然。实现的具体功能为：

1）将同位号的空压机、水冷式后冷却器、气液分离器、高效除油器、冷干机及其管线和阀门作为一个整体进行控制，简称为1个模块，因空压站共有三套机组，因此分为三个模块，每个模块有手动和自动两种运行模式，并在触摸屏切换，操作方便。在手动模式下，可单独手动启停模块内设备和阀门。

2）三个模块可单独处于手动或自动运行模式，不受同步约束，运行模式灵活多变。

3）自动模式下的运行模块内任一设备或阀门故障时该模块不能运行，将自动切换至下一自动运行模式下的模块，手动模式下的模块不能自动切换。

4）在自动运行模式下，当两台储气罐出口压力低于设定联锁值（0.539MPa～0.61Mpa间可调）时运行模块自动切换为下一模块。

5）模块轮切时间可设定，正常情况下，自动运行模块根据设定时间自动切换。

6）自动状态下，输入位号可直接切换运行模块。

7）置于手动状态的模块间设备、阀门可任意搭配运行。

8）PLC控制柜的所有功能均上传至DCS系统，可在空调值班室远程监控。

4 2022年安全改造后存在的问题和不足

在安全改造调试和试运行期间，因频繁切换机组和夏季持续高温、超高温天气等，导致三台空压机反复轮流出现各种故障，详见表2，使得压缩空气供应系统多次出现无备用机组的紧张危险状态，甚至多次出现三台空压机全停运压缩空气生产短时停产状态，对主工艺安全生产造成严重威胁，后多次经空压机售后专业技术人员维修及更换零部件且保持手动启停和切换空压机组运行状态才得以好转。

表2  2022年3月～8月三台空压机故障统计表

结合故障发生时间、故障现象经反复研究分析，安全改造后压缩空气系统仍然存在的不足和具体问题有：

1）空压机为电网直驱的工频运行，能源浪费严重。

1）设备陈旧技术落后，内部控制器智能化程度低，只能简单响应外部启停命令和反馈运行停止信号，无法将空压机自身控制器参数和功能远传至PLC控制柜和DCS系统；空压机自身不带止回阀，对实现无人值守不具有利条件。

2）设备已运行约16年，零部件老化严重，耐冲击能力低。

3）自动运行模式下，每套空压机机组作为一个模块整体控制和切换使得模块内任一阀门或设备故障时该模块其他设备或阀门也未处于备用状态，降低了设备备用系数，压空供应系统安全可靠性降低。

4）空压机热风排出管上止回阀结构原因且三台空压机合用一根排出管，不利于空压机组自动切换。

5）储气罐保压、稳压效果差，空压机一旦停运，系统压力在短时间内下降较快，安全系数低。

5结论

为实现压空站无人值守安全运行目标，通过统计与分析，结合系统实际情况和现代空压机的先进技术，压空站需进一步安全改造，对进一步安全改造的建议有：

1）采用永磁变频新型空压机替换原陈旧设备，空压机自身需设有止回阀。

2）将空压机自身控制器上传至PLC控制柜和DCS系统，以便远程监控空压机本身运行参数和运行状态。

3）设置三根排风管将三台空压机热气独立排出。

4）改压缩空气直管配气为环网配气。

5）只对空压机设置联锁控制，冷干机及相关阀门无需参与联锁控制。

参考文献

[1]浅析空压站的设计[J]. 刘庆春;曹严亮.装备制造技术,2011(01)

1