胡极苍
莱芜盈德气体有限公司 山东 莱芜 271100
摘要：近年来，随着冶金、石油、化工等行业的快速发展，空分装置的产能和需求量不断增加。空分装置的工作原理是根据空气中各种组分沸点的不同，利用膨胀机提供的冷量进行加压、冷却、净化、液化，再进行精馏，得到所需的氮、氧、氩等产品。压缩机是空分设备的核心部件，它为分馏塔提供压缩原料空气，最后得到氮气、氧气和氩气，产品压缩机系统压缩后可用于其他车间。文章分析了空分设备压缩机控制系统的优化和改进，对机组测点仪表和控制系统进行了改进。经过优化改进，每年可节约150万元以上，具有良好的经济效益，同时也提高了仪器的自动控制能力和装置运行的稳定性。
关键词： 空分； 压缩机； 控制系统
空分制氧装置是一种常用的气体分离装置，主要利用空气压缩机、纯化系统、增压膨胀机、精馏系统等。空气增压透平膨胀机能有效地提供空分装置所需的冷量。另外，空分装压缩机实现全自动控制，压缩机的起停全部在控制室完成，现场测量数据全部送入DCS显示，压缩机的联锁保护全部由DCS控制完成，降低操作人员劳动强度的同时也提高了设备运行的可靠性。
1 对空分压缩机机组本体测点仪表的改进
1.1存在的问题
由于仪表测温点故障导致空分装置多次停机，在机组检修过程中对破损、陈旧的测温点进行了研究分析
（1） 测温点环境差，测点材料易损坏，部分测温点内部电缆磨损，导致测温点损坏，无法显示测量点。
（2） 当仪表温度、振动、位移引出机组本体时，密封不良，导致严重漏油、泄漏。油沿仪表电缆进入接线盒，导致仪表波动甚至停机。
1.2改进措施及效果
（1）在测温点塑料保护层外加强一层钢丝屏蔽层，保证测温点质量。重新布置测温电路：原热电阻引线在推力轴瓦与推力轴承罩之间，推力轴承罩内的线槽较窄，热电阻引线沿线槽布置，所以热阻的引线不能固定，容易造成引线的磨损；现在改为在推力瓦挡油环侧面开一个有一定坡度的缝隙。热敏电阻的引线沿着切割部分，从挡油环的外侧引出。同时轻敲挡油环，用螺钉和卡箍固定测温引线（见图1）。
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（2）当仪表的温度、振动、位移从机组本体引出时，密封不良，导致漏油、漏油。第一步是用聚四氟乙烯O型垫片铺在仪表进口的第一层上，然后将准备好的干净纱布撕成一定宽度的薄条，缠绕在仪表线周围，表面涂一层密封胶，沿着仪表线慢慢将纱布送入仪表进口，靠近第一层聚四氟乙烯垫，然后向仪表入口注入适量密封胶；第二步是用聚四氟乙烯O型垫铺在填充密封胶的纱布上；第三步是用专用固定螺钉顺时针拧紧，使聚四氟乙烯O型垫和纱布压紧，使其中一个仪器密封点密封。这种密封方法的优点是：1.密封胶固化后，与纱布混合后的保温效果更好，即使油雾也不会渗出；② 减少仪表线与仪表进口内壁的摩擦，保护仪表出口。
通过对上述问题的改进，避免了测温点内电缆磨损的问题，大大降低了温度振动仪表测点的故障率，避免了机组的重复维护；同时，还避免了机组本体出线漏油，真正实现了仪表测点零泄漏，为装置安全稳定运行提供了有力保障。
2 对空分压缩机控制系统的改进
2.1存在问题
由于系统控制导致空分装置停车，主要存在以下问题：
（1） 单点联锁仪表点故障易造成联锁停车。
（2） 两个24 V电源并联连接。如果其中任何一个发生故障，直到事故发生才发现问题。
（3） 卡故障，未及时发现，导致系统关机。
2.2 改进措施及效果
（1） 根据机组本身的结构特点，在不影响机组安全运行的情况下，将部分单点联锁仪表点改为二取二联锁，并与控制系统厂家进行探讨。当测温仪表点开路时，机组温度显示为0，避免因测点故障造成机组停机。
（2） 24V电源的输出由电源隔离器隔离，输出至母线汇总。改进后，如果任何一个电源发生故障，都不会出现掉电现象，电源指示灯也会熄灭，这样就很容易发现故障，防止因未检测到的电源故障而导致误停车。改进后的电源图如图2所示。
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（3） 控制系统已运行10多年，故障率明显增加。针对机组卡片故障，一方面要求操作人员通过上位机进行监控，另一方面每天增加对机组控制系统的专项巡检，了解机组电源、控制器、卡片、机械保护系统的运行状态，并对网络的通信情况进行了认真的检查和记录。通过这样的检查，发现6个硬件故障；发现问题后，做好风险分析并及时处理，确保设备稳定运行，减少停车事故的发生。巡检发现的故障卡见图3。
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3经济效益
空分压缩机仪表点误动作，导致空分系统停机，后续汽化炉和组合系统停运，一次开机费用大约需要145万元。根据每年减少联锁点误动作1次，每年可节约145万元。
现场仪表测温点改进后，降低了测温点的损坏。根据5000元/测温点，每年少损坏10个测温点，每年可节约5万元。
现场仪表安装方式和密封方式的改进，降低了仪器故障率，实现了仪表测点零泄漏；在不考虑人工成本等社会效益的情况下，每年共节约150万元以上。
4结论
化工企业工作环境复杂，使用空分装置时，为了保证其长久运行，需要从本质进行管理，结合安装空分设备种类，对其进行严格地把关，满足设备在企业运行的前提下，充分挖掘其中潜能，实现利益最大化。目前，通过对压缩机的改进和应用，提高了装置的稳定性，减少了仪表测点和控制系统故障造成的误停机，为空分设备长期稳定运行提供了有力保障。
参考文献
[1]厉玉鸣. 化工仪表及自动化[M]. 北京：化学工业出版社，2006.
[2]张昆. 生产运行系统及发展趋势[J]. 数字化工，2013(7): 32-33.