控制仪表与控制系统典型故障案例分析课件.ppt
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1、控制仪表与控制系统控制仪表与控制系统典型故障案例分析典型故障案例分析2010.10v 现场设备故障案例分析现场设备故障案例分析v 控制系统故障案例分析控制系统故障案例分析v 电源系统故障案例分析电源系统故障案例分析v 设备故障查找与处理设备故障查找与处理目录目录v案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸故障分析电子调速器失速跳闸故障分析v案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析v案例三:空分装置案例三:空分装置2#2#氧压机活塞杆下移误报警分析氧压机活塞杆下移误报警分析v案例四:二苯酚装置案例四:二苯酚装置PV1APV1A故障分析故障分
2、析 现场设备故障案例分析现场设备故障案例分析裂解裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析案例一案例一v 1976 1976年:年:3030万吨万吨/年年v 19941994年:年:4545万吨万吨/年年v 20012001年:年:8080万吨万吨/年年v目前装置包括老区和新区两大部分,总体布局呈目前装置包括老区和新区两大部分,总体布局呈两头一尾。两头一尾。案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析 乙烯装置简介乙烯装置简介一一v 目前装置有机组包括:目前装置有机组包括:裂解气压缩机:裂解气压缩机:GB20
3、1GB201(老区)(老区)GB1201 GB1201(新区)(新区)丙烯压缩机:丙烯压缩机:GB501GB501、GB551GB551 乙烯压缩机:乙烯压缩机:GB601GB601 二元制冷压缩机:二元制冷压缩机:GB351GB351v GB201GB201是三菱公司生产的汽轮机驱动离心式裂解气压缩是三菱公司生产的汽轮机驱动离心式裂解气压缩机,分为低压缸、中压缸和高压缸三个压缩缸。汽轮机使机,分为低压缸、中压缸和高压缸三个压缩缸。汽轮机使用高压蒸汽驱动,通过多级压缩(五段压缩)将裂解气压用高压蒸汽驱动,通过多级压缩(五段压缩)将裂解气压缩至缩至3.5MPA.3.5MPA.案例一:裂解案例一:
4、裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析v 2007 2007年裂解装置年裂解装置GB201GB201经过检修后,在试车过程经过检修后,在试车过程中,调速器的两支转速探头出现了信号不稳定现中,调速器的两支转速探头出现了信号不稳定现象,先后出现瞬间回零情况,导致压缩机失速跳象,先后出现瞬间回零情况,导致压缩机失速跳闸故障发生,压缩机无法正常试机。闸故障发生,压缩机无法正常试机。案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析 故障现象故障现象二二案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分
5、析电子调速器失速跳闸原因分析 调速系统调速系统案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析三三v 透平调速采用三菱透平调速采用三菱DASH58SDASH58S电子调速器和电子调速器和DCSDCS远远程给定控制方式。开车升速使用程给定控制方式。开车升速使用DASH58SDASH58S电子调电子调速器,当达到最小控制转速速器,当达到最小控制转速5032RPM5032RPM时,切换到时,切换到远程自动控制方式。远程自动控制方式。v 机头前端共有六支无源测速探头,两支供给调速机头前端共有六支无源测速探头,两支供给调速器控制及超速跳闸使用,三支进入器控
6、制及超速跳闸使用,三支进入203203超速保护模超速保护模板进行电子超速保护,一支接入现场仪表盘用做板进行电子超速保护,一支接入现场仪表盘用做转速显示。转速显示。案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析u GB201GB201调速系统构成调速系统构成GB201调速系统调速系统电子调速器电子调速器三取二电子三取二电子超速保护器超速保护器现场现场控制室控制室就地就地指示指示三菱三菱DASH58SWOODWARD203无源测速探头:无源测速探头:AIRPAX/70085-1010-005型型SE2011 SE2014 SE2015 SE2016
7、 SE2012 SE2013 v 测量测速探头交流电压信号为测量测速探头交流电压信号为2.5VAC2.5VAC(峰值电压(峰值电压3.5V3.5V)v 检查检查WOODWARD203WOODWARD203超速保护模块,发现进入超速保护模块,发现进入203203的三支的三支转速信号为转速信号为600rpm600rpm且十分稳定,现场就地盘转速显示正常。且十分稳定,现场就地盘转速显示正常。v 初步判断初步判断DASH58DASH58调速系统存在问题。调速系统存在问题。案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析初步检查初步检查n 系统接地电阻偏高
8、系统接地电阻偏高n 检查信号线路无虚接情况检查信号线路无虚接情况n 信号线路虚接信号线路虚接n 检查信号电缆均正常检查信号电缆均正常n 调速器输入电路故障调速器输入电路故障n 更换了调速器测速输入电路模块;更换了调速器测速输入电路模块;n 测速探头松动测速探头松动n 检查测速探头安装牢固检查测速探头安装牢固n 测速探头安装间隙不对测速探头安装间隙不对n 探头安装间隙为探头安装间隙为1mm1mmv 调速器失速主要原因调速器失速主要原因案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析失速跳闸原因分析失速跳闸原因分析四四案例一:裂解案例一:裂解GB20
9、1GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析v 转速探头测速原理转速探头测速原理 v 对调速器的检查对调速器的检查案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析n使用频率发生器向调速器输入标准正弦波信号,当输出峰使用频率发生器向调速器输入标准正弦波信号,当输出峰值电压为值电压为4Vp-p4Vp-p时,调速器能够稳定检测到转速信号。当输时,调速器能够稳定检测到转速信号。当输出峰值电压降至出峰值电压降至3.5Vp-p3.5Vp-p时,转速信号波动,调速器无法正常时,转速信号波动,调速器无法正常接收转速信号接收转速信号n使用频率发
10、生器向使用频率发生器向WOODWARD 203 WOODWARD 203 三选二超速保护系统三选二超速保护系统输入标准正选波信号,当输出峰值电压为输入标准正选波信号,当输出峰值电压为1Vp-p1Vp-p时,时,203203系统系统就能够稳定检测到转速信号。就能够稳定检测到转速信号。检查检查结果结果调速器与调速器与203203系统的转速输入电压下限值是不同的。系统的转速输入电压下限值是不同的。有可能测速探头在低转速下所产生的信号低于有可能测速探头在低转速下所产生的信号低于DASH58SDASH58S调速器最低输入峰值电压即门槛电压。为调速器最低输入峰值电压即门槛电压。为确保速度信号稳定,探头峰值
11、电压应大于确保速度信号稳定,探头峰值电压应大于4Vp-p.4Vp-p.v GB201B201电子调速器失速跳闸原因电子调速器失速跳闸原因案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析测速探头产生的峰值电压小于调速测速探头产生的峰值电压小于调速器的门槛电压,导致器的门槛电压,导致DASH58DASH58调速调速器测速失控器测速失控测试探头测试探头ECEC:3070A H3070A H型型AIAITEK AIRPAX/70085-1010-005TEK AIRPAX/70085-1010-005型型测试条件:安装间隙为测试条件:安装间隙为1mm1m
12、m,转速为,转速为3003001000rpm1000rpm测试内容:在相同条件下,对两种探头输出电压波型测试内容:在相同条件下,对两种探头输出电压波型 进行监视进行监视v 对探头的检查和测试对探头的检查和测试案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析测试结果测试结果3.2V案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析4.4V转速(转速(rpm)EC探头峰值电压(探头峰值电压(Vp-p)AI-TEK探头峰值电压(探头峰值电压(Vp-p)3003.624004.02.45004.43.2600
13、5.04.07006.04.88007.65.29008.05.810009.26.4ECEC探头与探头与AI-TEKAI-TEK探头峰值电压测试对照表探头峰值电压测试对照表 案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析测试结果表明:在相同条件下,测试结果表明:在相同条件下,EC探头峰值电压高于探头峰值电压高于AITEK探头探头齿轮表面宽度应等于或齿轮表面宽度应等于或大于探头磁芯直径;大于探头磁芯直径;齿高应等于或大于齿间齿高应等于或大于齿间距离;距离;齿间距离应为探头磁芯齿间距离应为探头磁芯直径的直径的3 3倍;倍;齿轮宽度应等于或大于齿轮
14、宽度应等于或大于探头磁芯直径。探头磁芯直径。探头与齿轮间隙应尽可探头与齿轮间隙应尽可能小,典型安装间隙为能小,典型安装间隙为0.005 in0.005 in(0.127mm0.127mm););AI-TEKAI-TEK测速探头安装示意图测速探头安装示意图 案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析v 测速探头安装要求测速探头安装要求转速转速(rpmrpm)0.5mm0.5mm时电时电压压(Vp-pVp-p)0.6mm0.6mm时电时电压压(Vp-pVp-p)0.7mm0.7mm时电压时电压(Vp-pVp-p)3003003.23.22.42
15、.42.02.04004004.04.03.83.83.03.05005004.84.84.64.63.83.86006005.65.65.25.24.64.67007006.66.66.06.05.05.08008007.27.26.86.85.65.69009008.08.07.67.66.66.6100010009.29.28.48.47.27.270085-1010-00570085-1010-005型测速探头性能测试型测速探头性能测试案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析v 方法一:仍旧使用现有探头,但要调整安装方法一:仍旧使
16、用现有探头,但要调整安装间隙,即将原来的间隙,即将原来的1mm1mm间隙调整到合理值,间隙调整到合理值,这样可以在原转速下提高探头输出电压;这样可以在原转速下提高探头输出电压;解决方案解决方案v 方法二:方法二:对探头进行换型改造,根据调速对探头进行换型改造,根据调速器输入电压要求,订购脉冲输出电压较高器输入电压要求,订购脉冲输出电压较高的探头。的探头。案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析五五案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析1、表面速度的确定、表面速度的确定已知齿盘齿数已
17、知齿盘齿数23;齿盘外经;齿盘外经5.32in,根据表面速度,根据表面速度计算公式:计算公式:SS=(齿轮转速(齿轮转速齿轮直径齿轮直径3.14)/齿轮齿数齿轮齿数则压缩机测速齿轮在则压缩机测速齿轮在500rpm时的表面速度为:时的表面速度为:SS=(5005.323.14)/23357 IPS案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析357案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析2、探头间隙的确定、探头间隙的确定测速试验台的技术参数为:测速试验台的技术参数为:安装间隙安装间隙0.02
18、in;齿盘齿数齿盘齿数30;齿盘外经齿盘外经120mm4.724in设定转速设定转速500rpm根据表面速度公式:根据表面速度公式:SS(齿轮转速(齿轮转速齿轮直径齿轮直径3.14)/齿轮齿数齿轮齿数 5004.7243.14/30247 IPS案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析转速(转速(rpmrpm)0.5mm0.5mm时电压(时电压(Vp-pVp-p)3003003.53.54004004.24.25005005.15.16006006.06.07007006.96.98008007.97.99009009.09.010001
19、00010.210.2实测输出电压值实测输出电压值 v 根据根据表面速度公式表面速度公式:在齿轮转速恒定时,齿轮直径越大:在齿轮转速恒定时,齿轮直径越大(或者齿轮齿数越少),其表面速度约大,输出电压也就(或者齿轮齿数越少),其表面速度约大,输出电压也就越高越高v GB201 GB201压缩机的齿盘直径大于试验齿盘,且压缩机的齿盘压缩机的齿盘直径大于试验齿盘,且压缩机的齿盘齿数小于试验齿盘齿数上,所以齿数小于试验齿盘齿数上,所以500RPM500RPM压缩机测速齿盘产压缩机测速齿盘产生的输出电压将大于生的输出电压将大于5.1Vp-p5.1Vp-pv 压缩机产生最大轴振量为压缩机产生最大轴振量为1
20、50um150um。因此将测速探头间隙值。因此将测速探头间隙值调整为调整为0.50.5毫米毫米v 调整后一次开车成功调整后一次开车成功案例一:裂解案例一:裂解GB201GB201电子调速器失速跳闸原因分析电子调速器失速跳闸原因分析乙二醇装置在线氧分析仪故障分析乙二醇装置在线氧分析仪故障分析案例二案例二v 乙二醇装置是用纯氧在银催化剂的作用下,通过固定床乙二醇装置是用纯氧在银催化剂的作用下,通过固定床反应器氧化乙烯,生产环氧乙烷,再经管式反应器加压水反应器氧化乙烯,生产环氧乙烷,再经管式反应器加压水合,生产乙二醇。装置采用美国科学设计公司(合,生产乙二醇。装置采用美国科学设计公司(SDSD)的)
21、的专利技术。专利技术。v 该装置是原燕化公司该装置是原燕化公司3030万吨万吨/年乙烯的配套项目,原设计年乙烯的配套项目,原设计生产能力生产能力6 6万吨万吨/年。年。19981998年由北京工程公司进行改造设计年由北京工程公司进行改造设计 ,将装置生产能力扩大到将装置生产能力扩大到8 8万吨万吨/年。年。案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析装置简介装置简介一一v 对于氧化制环氧乙烷而言,增加进入反应器原料中乙烯对于氧化制环氧乙烷而言,增加进入反应器原料中乙烯和氧的浓度,可以提高反应器的生产能力,但原料气中乙和氧的浓度,可以提高反应器的生产能力,但原料气
22、中乙烯和氧浓度的大小受乙烯爆炸浓度范围的限制,不能随意烯和氧浓度的大小受乙烯爆炸浓度范围的限制,不能随意提高。提高。v 加入致稳气,可以改变乙烯爆炸浓度范围,使原料混合加入致稳气,可以改变乙烯爆炸浓度范围,使原料混合气中的乙烯和氧的浓度提高。燕化乙二醇装置有氮气致稳气中的乙烯和氧的浓度提高。燕化乙二醇装置有氮气致稳和甲烷致稳两种致稳方式。和甲烷致稳两种致稳方式。案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析氧含量控制氧含量控制二二案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析氧含量控制氧含量控制二二案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分
23、析案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析控制参加反应的氧含量,以防含量过高引起爆炸控制参加反应的氧含量,以防含量过高引起爆炸D110D110入口氧含量三取二联锁,停混合站入口氧含量三取二联锁,停混合站D110D110出口氧含量三取二联锁,停混合站出口氧含量三取二联锁,停混合站ARAZ101AARAZ101BARAZ101CARAZ104AARAZ104BARAZ104CN2致稳7.3%7.3%7.3%5.0%5.0%5.0%CH4致稳8.4%8.4%8.4%6.0%6.0%6.0%联锁值联锁值位号位号表表1 1 氧分析仪联锁设定值氧分析仪联锁设定值v氧分析仪作用氧分析仪作用v氧分析仪联锁方式氧
24、分析仪联锁方式v 氧分析仪型号及厂家氧分析仪型号及厂家案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析案例二:乙二醇装置在线氧分析仪故障分析位号位号ARAZ-ARAZ-101C101CARAZ-ARAZ-104B104BARAZ-ARAZ-101B101BARAZ-ARAZ-104C104CARAZ-ARAZ-101A101AARAZ-ARAZ-104A104A取样点取样点E-111E-111交交换器入口换器入口E-111E-111交交换器出口换器出口E-111E-111交交换器入口换器入口E-111E-111交交换器出口换器出口E-111E-111交交换器入口换器入口E-111E-111交交换器出口换
25、器出口型号型号540A 540A 1100110022002200生产厂生产厂家家SERVOMEXSERVOMEXSERVOMEXSERVOMEXSERVOMEXSERVOMEX投用日投用日期期19851985年年19981998年年20052005年年 2007 2007年年9 9月月1414日凌晨日凌晨1 1点点7 7分,乙二醇氧化单元因反应器分,乙二醇氧化单元因反应器D-110D-110入口氧分析仪入口氧分析仪AI-101AAI-101A、AI-101CAI-101C指示值超过联锁值(指示值超过联锁值(7.3%7.3%)联锁停车。)联锁停车。故障现象故障现象案例二:乙二醇装置在线氧分析仪
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