浅谈西门子3K氯气压缩机联锁

陈士虹 李文鑫 田淑英

四平昊华化工有限公司 （四平 136001）

1 氯气压缩机

3K氯气压缩机为离心式透平压缩机（VRZ250/430/12G），借助叶轮高速旋转所产生的离心力对氯气做功，使之产生动能和静压能，电动机将电能转化为动能通过变速箱将转速提高，经过一级压缩的氯气温度升高，进入一级冷却器，冷却后进入二级叶轮入口，经二级叶轮压缩后进入二级冷却器后被送至后续工序。

2 氯气压缩机联锁构成

氯气压缩机属于生产烧碱流程中的关键设备，故对于机器自身的保护显得特别重要。由此可见，氯气压缩机的联锁基本上是围绕保护自身的安全、稳定而设计。其中又分为2部分。

2.1 由厂家自带的C7-636中的联锁

2.1.1 氯气压缩机的喘振

氯气压缩机流量的控制范围为满流程的45%、70%、100%，最低流量控制限制根据气体的输入、输出状态（压力、吸气温度、排气温度和气体构成）和现存导叶的位置（入口导叶，出口排气叶片）。

如果大量限制气体流量，氯气压缩机就会喘振并伴随着激烈的振动。有次则会引起机器的毁坏，例如叶片破损。这就是我们为什么要防止喘振的目的，以保证氯气压缩机达不到喘振流量。

2.1.2防喘振、密闭气体控制器和喘振保护

西门子C7-636中检查了防喘振、密闭气体控制器和喘振保护的控制功能，可以在其中设置参数、查看过程值和控制操作。

防喘振控制器（UC2457）为主控制器，测量值：正常流量FT2457；设定值：以排气（PT2457）和吸气（PT2451）的压力比例来计算喘振流量并添加安全系数；控制器输出：选择PV2458（旁路阀）。如果氯气压缩机的实际流量太接近喘振流量，就会启动喘振控制（打开PV2458）。在打开旁路阀后，流量随着阀的开度逐渐增大，则会解除喘振控制，关闭旁路阀。

为了操作工能随时操纵旁路阀，在C7控制器中引入了DCS模拟输入信号（PV2458.1），在执行防喘振控制回路调节时，C7会默认PV2458.1的优先级高于PV2458，从而允许PV2458.1的值作为低线输出限值。在氯气压缩机喘振的情况下，旁路阀将根据检测的结果分三个梯度打开（33%、66%、100%）。如果测量值接近喘振流量或者与喘振流量相同时，旁路阀会全部打开直到测量值高于喘振流量。在吸气压力PT2451、排气压力PT2457、流量FT2457、排气温度TISA2457和PV2458.1发生传感器故障或者断线的情况下，C7会发出报警（UC2457.2）。

吸气压力控制（UC2457），测量值：吸气压力PT2451；设定值：工艺提供；输出：选择PV2458。目的是防止吸气压力过低时应及时打开旁路阀，该控制与防喘振控制器一起工作。

喘振保护的功能——测量每个循环过程排气压力PT2457的压力梯度，在压力梯度做出变化后，及时调整控制回路，然后启动计时器，来记录下次压力梯度变化的时间，压力梯度没变化一次都会被计数。旁路阀会在每次喘振梯度时打开（33%、66%、100%）。如果识别出两次喘振梯度，则会发出喘振保护报警（UC2457.0）。当计数器超过参数TRIP（5）时，喘振保护跳闸（UC2457.1）将会关闭氯气压缩机；当计时器计满时，还没有出现两次喘振梯度，将会重置计数器。

密闭气体控制器（PDIC2470），测量值：压差PDT2470；设定值：设备自带；输出：密闭气体阀PDV2470。主要的目的是用氮气压力封住氯气压缩机中的氯气压力，并与氯气压力始终保持一定的压差，使氯气不能外泄。

另外，由于氯气压缩机是连续工作，需要每年大修才能效验现场仪表，为了避免构成联锁系统的元件发生故障，我们在DCS系统中对喘振控制与密闭气体控制器的联锁做了相应修改，避免氯气压缩机由于自身原因产生的跳停，从而致使整个系统停车。图1为氯气压缩机流程图。

图1 氯气压缩机流程图

2.2 由DCS组态联锁

根据西门子3K提供的逻辑图进行组态，采用了顺控表、SFC语言、通用计算块等组态关于保护设备硬件和符合工艺指标的联锁。表1为正常开车、经过实际运行后，修改的联锁条件：湿度检测设计为2个检测点，设置在氯压机入口和出口，通过工艺实际使用发现氯压机出口湿度检测完全可以起到保护氯压机的作用。

表1 正常开车、经过实际运行后，修改的联锁条件

在运行过程中，发现几次突然跳停的现象，导致无法正常生产。通过调取历史报告信息，查找到控制防喘振的信号报警，但具体到设备与仪表上，没有发现任何异常。经分析后，怀疑设备在很短时间内出现异常值，故在防喘振跳停信号前加装定时器，在不损害氯压机的同时阻止跳停信号误动作。

由于防喘振控制器与氯氮压差同属于氯压机自带的C7控制器，为了防止相同的事故出现在氯氮压差上，也加装了定时器。

2.3 系统全局联锁

只有在所有电解槽都停止的情况下，氯气压缩机才会停止。

3 结语

随着维护时间的增持，对氯气压缩机的认知、熟悉程度也不断增加。现已总结出一套全面、标准化的维护文件，帮助员工尽快充分了解氯气压缩机的联锁，也为处理应急事故提供了可靠的技术标准。对氯气压缩机的湿度仪进行自检、在日常巡检中仔细观察各项仪表运行参数、检测网络架构及控制系统各卡件的运行情况等，保证了整套装置的运行稳定，也为新员工积累了宝贵的工作经验。

[1]陈洪全,岳智.仪表工程施工手册[M].北京：化学工业出版社,2005.