(长庆输油气分公司 宁夏银川 750005)
摘要:输油气管道线路阀室可燃气体报警系统,由于时常出现该报火警时不报警,不该报火警时却报火警。容易造成工作人员对阀室可燃气体报警系统产生误判。本文就针对阀室可燃气体报警系统平常出现的误报警或不报警的故障进行分析,并且对故障的出现还提出预防措施,最后阐述对故障的处理方法。
关键词:RTU系统;探测器;输出电路;报警器
一、阀室可燃气体监测的重要性
我国输油气管道阀室设计大多为RTU阀室,它能够远控线路截断阀及远程终端装置。由于各种原因造成运行设备随时都会发生油气体泄漏。一旦泄漏且遇到明火造成的危害和后果是无法估量的。因此,RTU阀室的油气泄漏监测工作就显得非常重要。
二、阀室RTU系统与现场所采集和监控的设备
RTU(Remote Terminal Unit)是以计算机为核心的数据采集和控制小型装置。它具有编程组态灵活、功能齐全、通信能力强、维护方便、自诊断能力强,可适应恶劣的环境条件、可靠性高等特点。
RTU系统由RCI和RTU设备组成。RTU选用法国MODICON COMPACT系列可编程控制器,用于检测输油气工艺管线及阀室的输油然气压力、温度、管线阴保电位、室内湿度/温度、可燃气体浓度、火灾报警/故障、门开关状态、清管指示器等信息,并对远控阀室的线路紧急截断阀进行监视和控制。RCI用于收集RTU和第三方智能设备(燃气发电机、UPS等)的数据,并将数据上传调度中心及接收调度中心的命令。
由于可燃气体监视是一个采集、检测、输出、报警的过程,因此可燃气体报警系统能正常工作是保证设备和系统的完好的关键。
三、阀室可燃气体报警系统的工作过程
可燃气体探测器在没有可燃气体时,探测器输出4mA电流信号。由于在RTU的模拟量量程的转换程序中设定的探测器输出标准电流信号4~20mA对应可燃气体爆炸下限浓度的0~100%,这时RTU检测到的可燃气体浓度是0%,因此,CPU模块对数字输出模块不发送触发命令。即可燃气体报警系统不报警,系统处于正常的监视阶段。
当探测器检测到可燃气体并且气体浓度达到报警的阀值时,探测器对外输出7.2mA(对应下限报警电流值——可燃气体爆炸下限浓度的20%)电流信号。此电流信号通过模拟输入模块到CPU模块,经过CPU的模拟量量程的转换程序检测到20%以上的可燃气体,CPU向数字输出模块发送一个触发命令,使数字输出模块的常开触点闭合。通过输出电路给报警灯加载一个24VDC直流电压,报警灯立刻闪亮报警。并且RTU通过Modbus协议将检测到的20%以上的可燃气体浓度信息发送至RCI(通讯服务器),RCI再通过卫星传至调控中心,最后调控中心也监视到这个20%以上的可燃气体浓度。
四、可燃气体大量泄漏系统不报警的故障分析及处理
当有可燃气体泄漏且浓度大于规定报警的下限值(可燃气体爆炸下限浓度的20%)时,系统不报警的故障主要有以下三种情况:
探测器故障、RTU检测故障、输出显示故障
1、探测器故障及处理
阀室可燃气体报警系统经过多年运行和维护,探测器故障有以下几种:
1)探测器的传感器发射机向接收机发射红外光所经过的反光镜面上有积聚的灰尘,使红外光的反射减弱,漫散射加强,造成反射到接收机的红外光的强度减小(相当探测器出现故障),致使探测器检测到大量的可燃气体时不报警。因此处理方法:定期清洁反射镜面。
2)供给探测器的24VDC电源断路,主要是在防爆接线盒内的浪涌保护器前后的接线端子有虚接或断开发生。需检查防爆接线盒内的接线。
以上故障出现后(RTU若设定可燃气体报警系统报故障信号,此时RTU应该有故障报警信号输出),用万用表测量探测器输出信号回路电流均小于4 mA,大约在0~1.2 mA之间。
3)探测器输出信号回路电流用万用表测量为20 mA以上,表明变送器模块有问题。需更换变送器模块。
4)探测器输出信号回路电流用万用表测量一直显示4 mA不动,(这时检测区域一直有浓度大于规定报警下限值的可燃气体泄漏时)表明探测器本身已损坏。需返厂维修或更换探测器。
5)探测器供24VDC正常,但输出信号回路电流I=0 mA,表明防爆接线盒内的浪涌保护器已烧坏,需更换新的浪涌保护器。
6)若更换浪涌保护器后,测试供电不正常(大约9VDC左右),没有输出信号回路电流,原因是将电源正负极接反。将正负极两个电源线调换即可。
2、RTU检测故障及处理
1)当探测器输出信号回路电流为7.2 mA(下限报警电流值)而输出电路的DO模块没有输出(DO模块对应指示灯LED没有亮),造成系统不报警。
故障分析及处理:
a、由于探测器的报警浓度(报警灵敏度)是在RTU的CPU模拟量量程转换程序中设定的,倘若这个下限报警浓度设定值大于可燃气体爆炸下限浓度的20%(也就是大于下限报警电流值7.2 mA)时,程序检测后不给DO模块发送一个触发命令,因此系统不报警。即程序的报警浓度设定值不正确。
处理:需在程序里重新设定下限报警浓度值。
B、CPU模块的运行程序及报警浓度设定没有问题,只是当CPU给DO模块一个触发命令,而DO模块没有动作,这时系统不报警,原因是DO模块有故障。
处理:需更换新的DO模块。
C、RTU里装载的模拟量量程的转换程序出现问题或整个程序由于某种原因不运行,这样报警系统也不会报警。
处理:重新向RTU下载正确的运行程序。
2)当探测器输出信号回路电流为7.2 mA,而探测器的模拟量输入通道坏了,致使7.2 mA电流信号不能通过模拟输入模块AI传输到CPU模块,最终造成报警系统不报警。
处理:更换模拟输入模块的备用输入通道。
3、输出显示故障及处理
当输出电路的DO模块有输出(DO模块对应指示灯LED亮),但报警灯却不闪亮报警。
故障分析及处理:
a、报警灯由于某种原因损坏。
处理:更换新的报警灯。
B、报警灯的两个电源线,在与供电电缆接线时将正、负极性接反,造成报警灯在供电的情况下不闪亮。
处理:将接线的正、负两极调换,报警灯即可闪亮报警。
C、由于报警灯的负端接线在更换或安装报警灯时不慎被旋扭后盖压破,造成漏电。以致报警灯不闪亮。
处理:打开报警灯的后盖将线的破损处处理好,使此处不漏电,报警灯即可工作正常。