干熄焦循環風機軟故障快速排查系統

黃學海

摘 要：干熄焦循環風機是干熄焦系統中重要的氣體介質輸送設備，是保證干熄焦正常生產的核心部件，由于其重要性以及對高壓設備的自身運行參數的嚴格要求，監控上位人機畫面中與其開機保護、停機保護相關的聯鎖多達31個，而構建干熄焦DCS系統的下位PLC程序內與其相關的聯鎖條件更多，當循環風機突然無異常停機，而且在上位組態畫面中無任何故障報警，這種軟故障頻發，嚴重影響正常生產，對查找鎖定故障來源帶來極大困難，本文介紹了一種針對循環風機無故停機的快速鎖定故障點的排查系統，該系統通過對控制線路及控制程序進行設置捕捉裝置，可快速有效鎖定故障來源，大大縮短故障影響生產時間。

關鍵詞：循環風機；停機；故障排查

一、循環風機在干熄焦工藝中的作用

氣體循環系統的主要設備有一次除塵器、二次除塵器、循環風機以及給水換熱器，從干熄爐環行氣道排出的880～980℃循環氣體經一次除塵器重力沉降除去粗粒焦粉或焦塊后，進入余熱鍋爐換熱，溫度降至160～180℃由余熱鍋爐出來的冷循環氣體，經二次除塵器除去粒度較小的粉塵后，由循環風機送入干熄爐內循環使用。

綜上可知，循環風機傳送換熱惰性氣體介質的作用，一旦其停止運行，意味著干熄焦生產的中止，且對干熄爐內可燃氣體成分、冷卻段焦炭溫度控制、鍋爐側壓力、水位參數等造成不良影響，嚴重影響干熄焦運行安全。

二、河鋼邯鋼焦化廠2#干熄焦循環風機故障現象

2018年1月4日15時19分03秒，中控操作工發現2#干熄焦循環風機停機，操作畫面無故障報警信號，循環風機聯鎖條件內無異常信號顯示，報警記錄里也無相關異常報警，鍋爐系統設備運轉正常，主蒸汽切斷閥和主蒸汽放散電動閥未動作，巡檢現場檢查無異常，15時22分14秒，中控操作工在確認其他設備運行正常、工藝參數正常的前提下，嘗試起機，循環風機可以運行，遂逐步將循環風機轉速調整至原運行狀態，恢復生產。此后該故障頻繁發生，且無任何異常報警，電氣人員將其定性為軟故障，可能導致該問題的原因有多方面，不排除與循環風機相關的信號干擾、線路問題，要鎖定具體哪個環節出現問題，需要逐個排查。

三、對干熄焦循環風機停機相關聯鎖信號的監控系統搭建

河鋼邯鋼焦化廠2#干熄焦循環風機電機為10KV高壓電機，風機調速方式為液力耦合器調速，從組態畫面查看，與干熄焦循環風機跳閘指令相關的信號有：鍋爐急停按鈕動作；聯鎖投入狀態下的主蒸汽溫度HH或LL、汽包液位HH或LL、鍋爐循環水流量LL、除氧器液位LL、儀表用壓縮空氣LL；風機軸承振動HH、風機軸承溫度HH、風機電機軸承溫度HH、風機電機繞組溫度HH、液耦工作油油位LL、液耦工作油油位HH、液耦工作油出口溫度大于110℃、液耦潤滑油壓力LL持續8秒，而聯鎖循環風機停機的相關程序段內顯示，可導致循環風機停機的因素更多，程序段如圖1所示，任何一種輸入信號被觸發都有可能導致循環風機停機信號發出，且電器出現誤動作或傳輸電纜出現絕緣問題，也可能導致循環風機停機信號發出，如何快速有效縮小排查范圍，是排除故障的前提條件，這就需要從控制程序內和電氣硬件方面雙管齊下，相互配合解決問題。

為了監測到底是哪個輸入信號動作導致停機發出，在PLC梯形圖內對聯鎖循環風機高壓柜跳閘指令的相關信號利用計數器進行狀態監測，記錄觸發次數。并對循環風機液力耦合器故障停機信號的分支觸發信號，循環風機保護停機的分支觸發信號進行狀態監測，確保程序內的一過性隱性條件有狀態變化記錄。停機條件中有分支條件的程序段展開如圖2、圖3所示。

在電氣硬件方面，對線纜和現場操作開關實行分段監控，分別在PLC電器柜循環風機跳閘繼電器后、高壓斷路器微機綜保柜內的PLC信號輸入側和現場控制箱信號輸入側通過中間繼電器設置自鎖電路，監測觸發高壓柜跳閘信號來源，以便于迅速鎖定故障排查方向和范圍。

四、干熄焦循環風機停機軟故障快速排查系統工作原理

干熄焦循環風機停機軟故障快速排查系統構建以后，當再次出現上位組態無報警信息的故障，電氣儀表人員可快速查看現場及程序中的自鎖裝置狀態或計數器數據變化，首先在高壓斷路器微機綜合保護裝置柜內查看自鎖裝置鎖定的是來自PLC側或是現場控制開關側信號，若兩者均排除，則可能是微機綜保出現故障；其次若信號來自PLC側，通過PLC柜內跳閘保護輸出繼電器點的自鎖裝置，可進一步判斷是繼電器動作還是線路問題；最后若故障點鎖定在程序內部，則由監控程序中的狀態監測點進行計數分析。通過上述設置可及時有效的分析判斷出故障點來源，有效縮短故障排查時間，此系統對比之前排查故障方式，可將鎖定故障點循環風機停機次數由之前的數次減少至1次，做到精準鎖定，精準排查，安全高效。

結束語

該裝置在河鋼邯鋼焦化廠2#干熄焦循環風機系統內成功搭建，并及時解決了循環風機無故停機的軟故障，最終將故障點縮小至液力耦合器油壓LL報警，并通過維修人員進行油壓表校驗，耦合器油濾網清理，油品更換等措施解決了循環風機故障，恢復干熄焦穩定生產。

參考文獻：

[1] 胡壽松.自動控制原理（第五版）.北京：科學出版社，2007

[2] 黃海平主編.電工常用電路圖集. 北京：科學出版社，2013

[3] 潘立慧、魏松波等編著.干熄焦技術.北京：冶金工業出版社，2005