烧碱厂电气仪表事故案例分析

王丽媛，马光飞，李友好

(甘肃稀土新材料有限责任公司烧碱厂，甘肃 白银 730922)

甘肃稀土新材料有限责任公司烧碱厂2万t/a离子膜法烧碱装置自2010年投产以来，已运行了9年，在运行过程中，因电气仪表问题导致出现多次生产故障。为避免再次出现相同或类似的问题，防微杜渐，特选取以下电气仪表典型事故案例，从故障经过、原因到对策措施进行了梳理和分析，希望同行能够借鉴。

1 氯气总管压力变送器故障

发生时间：2011年4月20日16：00。发生地点：电解槽氯气总管。

1.1 事故经过

在离子膜制碱系统试车阶段，发现氯气总管压力在DCS显示的数据与现场U形压力计显示的数据不一致。经检查后发现，测量氯气总管的压力变送器出厂时量程设置为-4 kPa～6 kPa，为最初的工程设计值;后来因工艺参数改动，将DCS组态中的氯气总管压力PT2001量程设置为-2 kPa～8 kPa。因两者量程不一致，导致现场显示的压力与DCS中显示的压力不一致，无法准确控制氯气总管压力及氯氢压差。因此决定在不停车的情况下，将压力变送器的量程用手操器修改为-2 kPa～8 kPa。在修改过程中，没有将氯气压力回流控制回路、氯氢压差控制回路从自动模式切换到手动模式，加上仪表维护人员不熟悉操作过程，将信号线直接从端子排上拆除，压力变送器失电。输出电流为4 mA,DCS显示PT2001为该位号量程下线-2 kPa(在正常生产过程中将PT2001控制在3 kPa±200 Pa)，因此在将信号线从端子排上拆掉后，氯气回流阀门开度从原来的40%瞬间开到100%，使氯气总管实际压力陡然增大，离子膜向阴极偏移，槽电压急剧上升至联锁值，整流变压器失电，全线停车。

1.2 原因分析

本次停车后，本着“三不放过”的精神，及时召开了事故分析会，经过分析讨论，认为造成此次事故的原因主要有以下4点：①仪表维护人员是初次使用手操器，不熟悉其正确的使用方法和具体的操作步骤是导致这起事故的主要原因；②维护人员与工艺控制人员没有进行全面沟通，未将氯气压力回流控制回路、氯氢压差控制回路从自动模式切换到手动模式；③工程开车之前没有做到确认无误，工艺参数发生变化后未及时将压力变送器的量程进行修改；④修改量程过程中缺少科学全面指导。

2 氯气泵跳闸

发生时间：2015年6月21日19：09。发生地点：氯气站。

2.1 事故经过

1#氯气泵(110 kW)跳闸,停止信号联锁整流跳闸，生产全线停车。

2.2 原因分析

(1)检查氯气泵控制柜,未发现异常，过热继电器未动作(或可能动作后已自动复位)，其余正常。

(2)离子膜DCS对氯气泵做了停止信号报警，报警记录显示1#氯气泵停止时间为19：09，在整流高压跳闸之前，故判断是1#氯气泵停止后联锁导致整流跳闸。

2.3 对策措施

事故发生后，将氯气泵的整定值从210 A调到220 A,但仍可能过流使电动机停止。进一步分析后认为是电动机使用年限已达11年之久，本身阻力增大，带动负载困难，再加上氯气系统阻力较大，该电动机已不能满足生产需要。后期购进1台132 kW的电动机用于生产。建议重要设备一定要做好维护保养，不要超期使用。

3 合成工序氢气总管压力变送器结冻导致全线停车

发生时间：2015年2月15日03：12。发生地点：HCl合成工序。

3.1 事故经过

合成工序氢气总管压力显示值在逐渐下降，但实际进炉氢气流量只有轻微的降低。此时，氢气流量控制回路在自动模式下，流量降低导致自动阀门开度从58%增大到60%，以控制流量不变化。操作人员的第一反应是将此回路从自动模式切换到手动模式，通过减小阀门开度来降低进炉的氢气流量，以稳定总管压力。减小了氢气调节阀开度，但没有减小氯气调节阀开度，导致氢气流量下降比氯气流量下降快，流量比值小于1，3 s后联锁停车，合成灭炉；调度通知各岗位紧急降电流，离子膜DCS操作人员没有解除紧急联锁里的二次盐水流量FT2001≤15 m3/h的联锁，在降电流过程中逐步降低二次盐水流量FT2001，电流降到13 kA，二次盐水流量≤15 m3/h延时90 s后联锁整流停车，全线停产。

3.2 原因分析

(1)氢气总管压力变送器保温不到位，氢气含水量较大，在冬季气温低时结冻，出现显示错误。

(2)操作人员过分相信电脑显示数据，没有将氢气缓冲罐的压力表数值与远传数值对比，造成判断失误。

(3)操作人员出现失误。出现此种情况应该有2种处理方法：①先降低进炉的氯气流量，再降低进炉的氢气流量，在操作过程中严密注意氢气和氯气的流量比值不能小于1;②同时降低氯氢流量，要两个人密切配合，一人逐步关氢气阀，一人逐步关氯气阀，逐渐减少氯氢流量。

(4)离子膜操作人员跟调度没有及时沟通，在降电流之前没有解除相关联锁。

3.3 对策措施

(1)氢气总管压力变送器用铜管内加蒸汽伴热并保温。

(2)出现类似情况时，应先将远传数据与缓冲罐上压力表的数据进行对比，若发现是假信号，要及时解除氢气总管压力联锁，再做进一步处理。

(3)若真的出现了氢气压力降低的现象，要先降低氯气流量，再降低氢气流量，降低产量的过程中不能出现氢氯流量比值小于1。

(4)降电流之前，必须仔细检查，要解除相关联锁，特别是进电解槽盐水和碱液流量的联锁，因为流量的高低是随着电流升降而相应升降的。

4 合成炉氯气切断阀气源管断裂引起的合成灭炉

发生时间：2015年7月15日02:15。发生地点：HCl合成工序。

4.1 事故经过

2015年5月11日检修完成后点A合成炉。A炉氯气切断阀是前期工程上配套的，气源管为塑料管。该阀露天安装，没有做较好的防护措施，再加上使用环境中有时会有氯气泄漏，也加剧了塑料管的老化，导致该阀气源管破裂，阀门关闭，合成灭炉。

4.2 原因分析

(1)阀门气源管质量不过关是这次事故的主要原因。

(2)仪表组的巡视检查不到位，对塑料管没有及时进行更换。

4.3 对策措施

(1)对新进的设备要严把质量关。

(2)加强巡检，对不合理的设备附件及时更换。

5 氯气回流阀故障引起的氯气压力波动

发生时间：2015年7月15日10：30。发生地点：氯气站。

5.1 事故经过

2015年7月，氯气站换酸过程中发现压力波动大，DCS显示氯气回流阀在开关动作，但压力还是波动较大，经现场检查后发现阀门实际卡在50%的位置不动作，初步处理后无效，决定更换此阀。安装到位后在投运的过程中，调度指挥缓慢打开阀门，操作人员却在关闭阀门。当阀门关到一定程度后，氯气总管压力急剧上升，瞬间达到8 kPa，冲破水封，紧急停车。

5.2 原因分析

引起这起事故的主要原因是操作人员注意力不集中，将阀门的开关方向弄错；次要原因是氯气回流阀质量不过关，在使用时间不长的情况下就出现卡死现象。

5.3 对策措施

针对此次事故，提出了以下5点对策措施。

(1)此阀门重新选型，选用在国内氯碱行业信誉较好的厂家制造的自动阀，到货后及时更换。

(2)对现场的所有阀门进行检查，发现有“开关”标识不清的，重新标识，方便操作，特别是对新员工有很大的帮助。

(3)此阀门出现故障每次都是在50%左右的位置，为保持氯气压力在3 kPa，阀门开度经常在50%左右波动，阀杆上的润滑油会慢慢地与氯气反应，在此位置结垢，容易出现事故。因此，阀门使用一段时间后，要上下活动活动，保证阀门的灵敏度[1]。

(4)触氯设备，包括阀门，在进行润滑时不能选用黄油，要优先选用硅油。因黄油黏度大，与空气中的灰尘和现场的杂气反应，如阀门密封性差，与氯气反应就结成黄绿色的污垢,容易出现卡死故障。

(5)岗位人员在操作时一定要保持头脑清醒，相互配合。

6 树脂塔PLC更换模块失误引起的降电流事故

发生时间：2016年1月20日16:40。发生地点：树脂塔。

6.1 事故经过

树脂塔由PLC控制的模拟量波动频繁，在DCS显示为满量程和零之间一直波动，初步判定为模拟量采集模块EM223出现故障。在更换模块备件的过程中，由于操作人员不熟悉各模块功能，再加上与岗位人员沟通不及时，在二次盐水储罐液位在80%的情况下就对PLC断电停止运行;更换模块过程中，操作人员在CPU(中央处理器)未进行程序拷贝的情况下就进行更换，系统开启后发现流程图上的较多功能不显示(如复位键、设置键等)，经相关技术人员到场查证后发现是新CPU没有下载安装程序导致；重新将旧CPU安装后系统控制恢复正常，但信号波动依然存在。由于操作失误，系统没能及时开启，导致二次盐水供应不上，被迫将电解槽电流从15 kA降到13 kA。

6.2 原因分析

(1)数据波动原因分析不准确。数据波动的原因经查实为信号线的屏蔽层没有接地导致的， 重新接地后信号稳定,再无波动。

(2) 维护人员在不熟悉各模块功能的情况下贸然操作，延误了系统的正常开启。

(3) 维护人员与岗位人员沟通不到位，未将盐水储存到最大量下进行模块更换操作。

6.3 对策措施

(1)加强维护人员学习锻炼，提高自身素质，当生产出现问题时， 思考判断要“准、稳、快”。

(2)现场维护一定要与岗位人员做好沟通，完成各项准备工作。

(3)关健岗位的设备停运时，相关管理人员要事先对各种可能出现的问题做好评估，并制定相应的对策措施，应对各种事故。

7 结语

氯碱行业是高危行业，监测点多，仪表使用广泛，联锁多，关键部位的仪表出现故障往往会因联锁导致装置停车，所以做好仪表的日常维护尤为重要。

以上几种电气仪表故障案例都是在实际生产中发生的，有的是由仪表本身的故障造成的，也有是由管理不到位、考虑不周引起的，在今后工作中，要做好电气仪表的日常维护和专项维护，为生产装置的安全、平稳运行保驾护航。