空压机仪表调试工法.doc

漳州PTA项目空压机仪表调试工法中国化学工程第十一建设 孟海军摘要：仪表调试仪表工做是整个仪表施工的最后工程，它是对仪表设备施工全面考察的手段，同时也是保证施工完成后能否安全的进行试车，开车的重要保障，本文针对漳州PTA项目的特点而简述了空压机仪表调试工法。关键词：校接线；回路测试；联校；试车；1前言目前国内的大型空压机组多是采购的SIEMENS的空压机，漳州PTA项目有三组空压机装置。每组设备包含一台蒸汽透平机MT-150(SST-600) 主蒸汽压力4.05Kg/cm2g，流量187t/h ，额定转速为2973rpm； 一台5级速度式压缩离心式空气压缩机(STC-GT)MC-150出口温度95、压力19kg/cm2g，五级压缩，三级冷却，一至三级设有入口导叶为第一段，四级到五级为第二段，设有防喘振阀；及一台二级膨胀机(STC-GV)ME-150二级膨胀，一级冷却，第一级膨胀设有入口导叶，膨胀机用来处理冷却气、热量恢复汽体、反应器废汽。针对大型空压机组的仪表调试工作中不存在：“唯一正确”的施工方法，仅仅存在同一个目标，“不同思路”，因此编写了此工法给以后大型空压机组仪表调试工作做参考。2工法特点本工法涵盖了校接线的工作要求与方法，单个仪表回路测试；联锁系统试验。指出了现场校验时应注意的问题和可能出现的问题，单个仪表回路的测试步骤与要求，联锁试验步骤。 本工法对联校工作做出了详细的工作方法与步骤介绍，针对现场调试过程中可能出现的问题作出了概述与解决方法。3适用范围本仪表调试工法依据国家规范和行业规范，结合现场实际操作，汇集前人经验而编写的，其中一些内容是针对本项目而简写的。在根据工程实际概况来选取或参考本工法经行调试工作和维护工作时应正确使用调试专用的工机具。3.1可广泛应用于空压机组装置仪表调试工作及生产过程中的仪表设备调试与维护工作。3.2可适用于化工类建设其它装置中仪表线路校验，单个仪表设备回路测试。3.3可适用于化工类厂生产过程中的仪表维护工作。3.4可适用于自动化厂生产过程中仪表设备维护工作。4工艺原理4.1 校接线工作原理：校接线是基于一根电缆阻值小一般铜线不大于6欧姆即通路，阻值无限大即是断路基本原理。4.2单个仪表回路测试原理仪表设备信号类型分为AI、AO、DI、DO，根据单个仪表设备信号类型选着如何测试。1、AI对于现场仪表是模拟量输入点则从现场仪表设备处加模拟电流信号，在控制室操作面板接受，若接收到，则表示正常，否测处理问题；2、AO对于现场仪表设备主要是阀门，测由控制室操作面板上输出模拟信号，在现场设备测量是否收到信号，阀门是否动作，若收到则正常，否则处理问题；3、DI对于现场仪表设备是一些开关量的开关和振动位移仪表，在现场模拟仪表实际工作的动作，在控制室操作面板上将收到动作信号，若接收到，则表示正常，否测处理问题；4、DO对于现场仪表设备要是电磁阀，由控制室操作面板给予开关信号，在现场测量信号电压值或观擦设备是否动作了。4.3联锁试验：基于整个系统运行中的各个保护系统和测量系统，通过现场模拟实际运行工况试验系统是否正常。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程编制调试方案校接线单个仪表回路测试联锁试验 试车仪表设备送电 阀门整定图5.1 施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1编制方案根据大型机组仪表调试特点，结合现场仪表设备布置和实际仪表安装工程进度，合理安排仪表设备的调试顺序。空压机组仪表调试工法中应包括校接线方法与要求，仪表设备送电注意事项，阀门整定方法，单个仪表设备回路测试的方法、步骤与要求，联锁试验步骤，试车，安全技术措施的制定等，方案应进行调试过程中可能出现的故障作出处理意见及危机人身安全的注意事项。5.2.2校接线操作实际应用为一对电缆的一端使用万用表（或其它仪表）欧姆档位或蜂鸣器（通断档位）用两只表针连接，另一端使用一短接线（一根短电缆，最好是单芯的电缆）连接。使用蜂鸣器档位通时会有蜂鸣声，断开则无。使用电阻档位时应观察电阻值大小，通时一般应不大于6欧姆，断开时电阻值无限大即断路。万 用 表短 接 线仪表盘柜端子仪表设备或接线箱端子图5.2 校接线工作示意图根据方案要求对现场仪表设备接线情况进行检查，不满足要求的及时改正过来。改正后应再复查一次，确保线路正确。校接线工作做的是否正确，重要的是要了解现场仪表设备的工作原理，掌握接线图；例如在本项目空压机组发电机的温度测量是线四线制（两线是供电，两线是信号），对于此类的变送器校线工作应逐根电缆对地进行导通试验；Bently的前置器接线out ,com , voltage三根电缆的校验，应out与com ，com与voltage两两校验；还有温度的校验，要知道那根是公用线。图5.3 热电阻温度计的接线图5.2.3仪表设备送电：一般是校好接线，随后送电，即闭合闸刀，现场观察仪表送电后显示是否正常。对于220V的仪表设备，由于220V能对仪表设备造成破坏性损坏，因此在送电前保证线路无误。5.2.4单个仪表设备回路测试操作回路试验应根据现场情况和回路的复杂程度，按回路位号和信号类型合理安排 1、模拟量AI测试A: 来自MCC的模拟量输入；a：将接线从端子拆卸，用420mA信号发生器串联在回路中（注意+-级）； b：设置信号发生器为source状态，依此送“4mA（0%）、8mA(25%)、12mA（50%）、16mA(75%)、20mA(100%)”信号； c：观察PAC graphic数据显示，若一致则此回路通过，否则则重新开始。 B:来自HART协议的变送器a：将HART communicator 并联在回路中（注意+-级）； b：并依操作指示，将变送器 处于online状态；c：通过连接后，通过通讯器设置使变送器处于“LOOP TEST”模式下； d：利用通讯器依此发送“4mA（0%）、8mA(25%)、12mA（50%）、16mA(75%)、20mA(100%)”信号；e：观察PAC graphic数据显示，若一致则此回路通过，否则则重新开始。仪表设备HARTWinCC带HART协议图5.4 现场加模拟信号示意图信号发生器WinCC4mA20 mA图5.5 现场加模拟信号示意图2、模拟量输出AO测试A：输出给MCC的模拟量；a：将接线从端子拆卸，用420MA信号发生器串联在回路中（注意+-级）； b：设置信号发生器为measure状态，由PLC程序中simulate AO输出，依此模拟“4mA（0%）、8mA(25%)、12mA（50%）、16mA(75%)-20mA(100%)”信号；c：观察信号发生器及PAC graphic数据显示，若一致则此回路通过，否则重新开始。 B:输出给变送的模拟量 a：观察定位器显示状态；b：确认气源管线是否已连接，依照控制阀铭牌指示设定气源压力；c：利用定位器设置对阀门进行calibration.并核对failure status；d：利用PAC graphic,将阀门处于MAN控制模式，由控制系统分别输出“4mA（0%）、8mA(25%)、12mA（50%）、16mA(75%)、20mA(100%)”信号；e：观察现场阀门动作状态并核对阀位；f：如控制系统输出与阀门阀位一致，则此回路通过 。WinCC图5.6 给阀门加4mA20 mA信号示意图检查阀门动作是否正常，是否能够达到全开和全关；检查阀门上的限位开关是否能够正常指示，如不能正常指示要调整限位开关触头与阀杆上的金属板的间距。切记不能紧挨，那样时间久了可能会在阀门动作时把限位开关的触头撞断。3、开关量输入DI测试DI测试主要针对现场的位置开关，液位开关，温度开关，阀门上的限位开关,振动位移的测试。将现场接线从端子拆卸，直接短接两端子，在PAC graphic上直接观察状态显示。信号要求从“OFF-ON-OFF”，整个循环中，控制室与现场所送信号均一致则此回路通过，否则从新开始。Bently的振动位移输出电压在10V左右，且WinCC上graphic显示正常，若不正常则调整探头位置或调换前置器或延长电缆。图5.7 振动位移调整示意图4、开关量输出DO测试DO主要是针对阀门上的电磁阀。将现场接线从端子拆卸，将万用表打至“电压档 ” ,由PLC程序中simulate DO 输出，此时万用表检测到的电压为24VDC，同时在PAC graphic上直接观察状态显示。信号要求从“OFF-ON-OFF”，整个循环中，控制室与现场所送信号均一致则此回路通过，否则从新开始。万 用 表仪表端子WinCC现场测量电流电压信号 图5.8 测量DO输出电压电流信号示意图5、泵和电机的电仪联络信号，WinCC操作系统对泵和电机的控制启、停、远传、运行、故障,电流信号的接收与发送是否正常。5.2.5联锁试验联锁试验是尽最大限度的模拟实际工况出现的问题来检验联锁系统是否能够正常执行。5.2.5.1三路蒸气管线SL（主蒸汽），SLL（感应蒸汽），SLLL（感应蒸汽）的汽水分离器FT-153-1、2、3的冷凝水疏水联锁自动控制，由两台液位计LT1561（2、3）A、LT-1561（2、3）B作为测量,一台电磁阀ZV1571（2、3）作为疏水的控制，当水分液位达到80%+5sec是测开启阀门排放至10%。在液位计测量处加水模拟实际工况水分液位，检验自动控制是否能够执行。5.2.5.2汽轮机冷凝液位的联锁控制系统：由测量冷凝液位LIC1566A(B)，再循环控制阀LV1575B和排出阀LV1575A组成，设置LIC1566A（B）正常值，当冷凝液位高于设定值则在循环控制阀LV1575B闭合，排出阀LV1575A全开，反之亦然。5.2.5.3汽轮机转子与外壳的密封采用汽封,从主蒸气旁路加一汽封控制系统，由PV1565阀门控制调节汽封蒸汽量，汽封压力大于6mbar。5.2.5.4油站温控系统：油站温控是由油站加热器，温度变送器指示，本项目油站由四个加热器，四个温度变送器。油温正常在45，当油温超过80时，就要启动油冷却系统，且MCC控制的加热器跳闸保护5.2.5.5防喘振系统控制系统：本空压机组采用的是旁路控制，由空气入口阀门ZV-1500,FT-1500，旁路防喘振阀FV-1501，出口流量测量FT-1501。5.2.5.6进气导叶调节控制系统包括气动执行器 ( Pneumatic Actuator )、 气动定位器( Pneumatic Positioner )、 继动放大器 ( Booster Relay)、 锁制阀 ( Block Valve )、位置反馈系统 ( Position feedback transmitter)、PLC等组成。本项目压缩机有三台IGVHV1502、HV1504、HV1506，膨胀机有一台HV1531。气动定位器采用SIEMENS位置反馈采用MTS传感器。压缩机通过调节IGV，进而调节静导叶，来调节压缩气体的流量。要求三台IGV动作时间一致。5.2.5.7汽轮机的启动、停车联锁系统试验，应切断蒸汽，用执行机构的动作模拟汽轮机的启动、运行、停车。5.2.6汽轮机的启动: 1启动优先顺序a、润滑油系统进入操作b、顶轴油泵切换至开（手动）c、电动转子齿轮启动（手动）d、激活排出包含汽封蒸汽压力控制系统e、主蒸汽流量mpSL= 187 t/h，旁路阀PV-1577启动前要开启注意，在旁路操作中第二级冷凝水注入系统中电磁阀TV-1576要开启, 主蒸汽压力PSL=4.59 Kg/cm2g开启，主蒸汽压力PSL5.1 Kg/cm2g阀门要充分关闭.2、启动步骤：a、启动空转速度nidle=700rpm，手动开启SL截止阀ZV1561和SL-C/S 截止阀ZV1563。由SIC1562和 SL-C/S control valve (1PV1564)来控制，作为汽轮机加速的旁路阀PV1577关闭；b、如果速度达到n 743 rpm ( 0.25 x nRated; nRated= 2973 rpm) n电动转子齿轮和顶轴油泵自动挡关闭；如果速度nidle700rpm+ 5min，PLC开启SL控制阀PV-1562（开启在1分钟内）。c、最终试运行成功，运行从空转速度nidle=700rpm到额定速度nRated= 2973 rpm。由SIC1562和 SL control valve (1PV1562)来控制，在转速范围由nidle=700rpm到汽轮机最小转速nmin= 0.97 x nRated of nRated= 2973 rpm=28834，SL-C/S control valve PV1564开位置为88%。d、在开启同步过程中SLL控制阀PV-1567、停止阀ZV-15667，SLLL控制阀PV-1569、停止阀ZV-1568关闭。3自动停车顺序:a机组出错b顶轴油泵开关至自动档在机组出错初始状态c汽轮机单元停下d电动转子齿轮开至自动6材料与设备6.1 工法所用主要机具表6.1 主要机具一览表序号名称数量单位备注1万用表1台2信号发生器1台3HART communicator1台4螺丝刀（十字）2把5螺丝刀（一字）2把6内六方（英制）1套7对讲机2部7质量标准7.1遵守的标准规范GB 50131-2007 自动化仪表工程施工质量验收规范SH/T3508-2011 石油化工安装工程施工质量验收统一标准SH3521-2007石油化工仪表工程施工技术规程7.2 关键工序的质量要求和指标7.2.1校接线时，线标示应正确无误，无缺少，接线牢固。7.2.2在单回路测试时，在检测回路的信号输入端输入模拟被测变量的标准信号，回路的显示仪表部分的示值误差，不应超过回路内各单台仪表允许基本误差平方和的平方根值。7.2.3在阀门整定时，检查执行器执行机构的全行程动作方向和位置应正确。7.3调试技术措施和管理7.3.1本调试方案属企业施工方案，应由项目调试负责人组织编写，项目经理审核后，交公司工程部批准。7.3.2 参加调试实施的所有人员，应由调试高级技师或负责人进行技术交底，熟悉各项要求和关键部位的技术指标。7.3.3调试施工各工序过程中应有记录，仪表设备送电，确认显示正常后，方可进入下一步联锁试车阶段。8劳动力组制及安全措施8.1劳动力组制：般由34人一组，在现场对仪表部分加模拟信号分别在操作站进行操作、监视，在控制站处监视，通过对讲机取得联系。根据系统容量的大小及操作人员的多少可分成若干组。8.2安全措施1、调试时应设警戒线，与调试无关人员之人员不得进入