扬子石化乙烯装置控制系统信号不匹配导致停车事故

1、仪表事故案例收集之扬子石化乙烯装置控制系统信号不匹配导致停车事故仪表项目部2016-4-5一、基本情况介绍一、基本情况介绍l 压缩机设备简介:该装置设计能力为25104t/a乙烯，核心设备为：4台100kt/a裂解炉、裂解气压缩机、丙烯冷剂压缩机、二元冷剂压缩机。事故所在的工艺单元为丙烯冷剂压缩机GB1501、二元冷剂压缩机GB1302，这两台压缩机先后因透平侧轴振动超量程联锁停车。GB1501/ GB1302轴振动联锁一览表如表所示 ： l 仪表设备简介:两台机组轴振动的检测均采用BENTLY3500系统，该系统将轴振动信号以4-20 mA电流形式传送到装置紧急停车系统(TRICON ESD

2、)的相应AI卡件(3700A)，经ESD系统内部逻辑处理判断后发出机组联锁停车信号。二、事故经过及处理过程二、事故经过及处理过程l 事故前运行情况：事故发生前，工艺装置运行平稳，DCS. ESD系统运行正常，无异常状况及报警。l 事故现象描述：2003年3月26日1时27分，GB1302因透平侧振动V18835IA/B和VI88352A/B超量程联锁停车，1时28分GB1501因透平侧振动V18855IA/B和V188552A/B超量程联锁停车。中控室辅操台上对应的联锁指示灯点亮，发出声光报警。与此同时，在装置的仪表机柜间内可闻到较浓的焦糊味。l 事故影响范围：上述压缩机组停车后，导致乙烯装置

3、分离 单元紧急停车，装置被迫停产。l 事故处理过程： (1)根据事故现象，初步断定为仪表误联锁停车，并且故障点可能在ESD系统。 (2)对ESD系统的相关机柜进行检查，查找焦糊味的来源。检查后发现GB1302透平振动信号V188351A/B和VI88352A/B所在的输入端子板（ETP板）已经烧坏、其与AI卡相连接的ELCO电缆已给烤黑，AI卡所在的ESD系统相应机架中两块电源模块其中一块处于故障状态（后经厂家检测，该模块已损坏）。 (3) GB1501透平振动信号VI88551A/B和VI88552A/B的输入端子板（ETP板）中的250欧电阻严重发热。 (4)检查GB1302振动监测系统B

4、ENTLY3500，发现该系统双路电源模块中的下侧电开关跳闸，另一路正常。 (5)检查BENTLY3500系统与ESD系统间的信号连接情况，根据TRICON ESD系统随机提供的典型AI信号回路连接图如图所示，发现该信号连接存在着系统间的电源冲突问题(6)作上述检查后，确认仪表误联锁停车，故将相关联锁旁路，当日3时30分工艺组织开车，至27日6时采出合格乙烯， 装置恢复高负荷生产。在此期间，仪表专业继续深入检查、采取临时整改措施。AMPAMPESDESD联锁系统联锁系统接线端子接线端子35003500振动检测系统振动检测系统RCERCE24VDC24VDC250250欧欧ETPETPAIAI卡

5、卡COMCOM180180欧欧0 0欧欧+ +- - (7)检查GB1302振动监测系统VI88351A回路420mA输出的情况，发现其REC端有超过15VDC的电压，COM端与地断开（判断此处有问题）。 (8)修改GB1501四个振动点的连接方式，改进后AI信号回路连接图如图所示：接线端子接线端子35003500振动检测系统振动检测系统RCERCE24VDC24VDC250250欧欧ETPETPAIAI卡卡COMCOM180180欧欧0 0欧欧+ +- -接线端子接线端子(9)26日下午，TRICON服务工程师来到现场，对GB1302损坏的ETP板进行了更换并修改了VI88351A/B、VI

6、88352A/B的接线方式，同时对修改后的VI88551A/B、VI88552A/B接线进行了确认。三、事故原因分析三、事故原因分析l 事故单元可靠性评价：发生事故的TRICON ESD系统及BENTLY3500系统，系2002年9月投入正式运行，至事故发生时仅半年时间。从系统各自的可靠性来看，两者的硬件、软件、配置均为当时最好的水平，本身不存在问题。l 直接原因分析：问题产生的原因在于BENTLY 3500与TRICON E S D系统之间在信号传输方式上出现了不匹配情况BENTLY3500的420mA输出信号对于TRICON ESD系统而言，属于非回路供电方式，故不能接入ESD系统提供的2

7、4VDC电源。而实际接法恰恰相反，这就导致系统间存在电源冲突， 在发生突变后，出现了不正常的强电流，导致ESD系统ETP板上180欧电阻发热、250欧电阻烧坏的故障。同时，在过电流过程中，信号达到并超过了联锁值，直接导致了两台机组的联锁停车。l 间接原因分析：ESD系统集成时，系统厂家未充分注意到所接收的信号类型、供电方式，导致接线图出错，设计院、业主在后期的审查过程中工作不细致，未能及时发现存在的问题。此外，BENTY3500监测系统选用的联锁信号方式不太合理，应尽量采用开关量输出作为联锁信号 ，避免采用 模拟量信号在不同系统间传输。四、经验教训防范措施四、经验教训防范措施l 经验教训：在不同系统间进行模拟量信号传输时，一定要充分考虑到回路供屯方式、系统接地问题，必要时需采取隔离措施。 （2）对于轴振动、轴位移联锁信号，尽量选取监测系统的开关量输出信号，避免采用模拟量信号（该信号仅作DCS系统显示记录用）。（3）设计、施工审查要充分细致，尤其是在系统间接口部分。（4）对 ESD系统运行状况的检查、日常维护要全面细致。l 防范措施：（1）设计阶段全面审查各系统连接的