SAP干燥器除油过滤器压差高频繁报警分析
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摘 要
2016年某日夜班，某电厂主控室频繁闪发压缩空气生产系统（SAP）干燥器故障报警，根据干燥器就地控制屏的故障信息，结合现场实际情况，通过分析四种导致此报警的原因，然后逐个排除，最终结合现场操作进行验证，发现为再生流量不够导致充压不充分，在干燥塔切换时由于塔内与塔入口压力不一致产生的瞬时压差触发瞬发过滤器压差高报警。
关键词
除油过滤器;压差高;干燥器
中图分类号： TF808 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 74
0 背景
2016年某日夜班，某电厂主控室频繁闪发压缩空气生产系统（SAP）干燥器故障报警，主控人员立即联系现场人员就地查看，现场人员发现干燥器就地控制屏故障信息栏内记录信息为除油过滤器压差高。现场人员重新仔细翻看前后的几十条故障信息内容，发现了一些规律，首先该压差高报警触发后很短时间内立即消失，其次，该压差高报警发生的频率为10分钟/20分钟/5分钟不同时间间隔。
除油过滤器安装在干燥器的上游，作用是用来除去压缩机出口压缩空气中可能会存在的油、水、气溶胶和因此形成的雾滴，收集起来由自动排放阀排出。
该电厂压缩空气生产系统所使用的干燥器类型为无热再生式压缩空气干燥器，该干燥器分为A和B两塔，一塔再生，一塔吸附，相互交替工作。利用压力越高，吸附剂吸附的水蒸气量越多的特性，使吸附剂在压力下吸附，并利用吸附多热效应，使得吸附剂获得吸附热。然后，将已干燥空气的一部分，通过节流、减压引入待再生多干燥塔内，有效地利用该塔吸附剂床层中仍保留的吸附热，对吸附剂所吸收的水分进行脱附干燥而完成再生，达到无热再生的目的。每10分钟为一循环周期，其中干燥5分钟，再生4分30秒，升压30秒。
1 原因分析
初步分析导致过滤器瞬时压差高的原因有以下四个。
1.1 干燥塔严重破损
干燥塔塔体有破损时，干燥塔内压力就无法保证而快速泄压，然后导致除油过滤器前后压差过大而触发除油过滤器压差高。同时干燥器露点温度也无法维持而触发露点高报警。首先如果干燥塔有破损时，从外观可以初步判断，同时会因为塔内外压力差而伴随巨大气流声。这些现象当时在现场都没有出现，而且该干燥器后露点温度一直维持在-60摄氏度左右，故可以排除此因素导致的除油过滤器压差高报警。
1.2 除油过滤器前后压差表MP故障
除油过滤器前后压差表（图1中403MP）故障会误发故障报警，因为之前出现的多次除油过滤器压差高报警故障工单有约三分之一的数量都是因为除油过滤器压差表计故障导致的故障工单，那么此次的除油过滤器压差高报警是否也是仪表故障引起的呢？带着疑问，现场人员决定在就地观察2h的时间，在观察期间内，发现除油过滤器正常运行时压差读数在0.3-6.1KPa之间变化，由再生向生产的切换瞬间最大达到22.5KPa（报警定值：20KPa），同时就地控制屏闪发红色报警，因此可以说明除油过滤器压差表可以实时反映真实压差读数，并不是长期停留在某个固定数值，而且根据除油过滤器压差高报警出现的频率每次都是5分钟的倍数时间，也可以排除除油过滤器压差表计故障导致的频繁压差高报警。
1.3 除油过滤器堵塞
除油过滤器堵塞也是常见的导致除油过滤器压差高报警出现的一个主要原因，查询以往的维修工单，发现约一半以上都是由于除油过滤器堵塞导致压差高报警的故障维修工单。除油过滤器堵塞：一是由于除油过滤器长时间运行已达更换寿命而失效导致的堵塞;二是压缩空气管道内杂质突然增多导致短时间内迅速局部堵塞。如果是除油过滤器达到使用寿命失效引起的堵塞，其引起除油过滤器压差高报警会长时间一直出现，所以可以排除由于除油过滤器超过使用寿命失效引起堵塞导致的此次报警现象;如果是由于压缩空气管道内杂质突然增多导致短时间内局部堵塞，确实会导致除油过滤器堵塞压差高报警，而且如果堵塞情况不严重，也会出现频繁闪发除油过滤器压差高报警，但是这种情况下，其触发除油过滤器压差高报警出现的时间间隔就会是无规律的，而不会出现时间间隔为5分钟的倍数这么规律的情况。故可以据此排除是因为除油过滤器堵塞导致的此次报警现象。
1.4 再生流量不够导致充压不充分
正常情况下，如图1所示，当A塔吸附时，阀门201VA开启，高水分含量的压缩空气经过201VA进入A塔，在向上流动过程中，压缩空气中的水汽被A塔中的吸附剂所吸附，失去水分的干燥压缩空气在自身压力作用下，推开逆止阀205VA然后进入下游管网。在A塔进气阀201VA开启后，此时B塔底部的排气阀204VA开启，为携带大量水分的再生尾气打开了排出通道。来自A塔的一部分干燥空气经过再生流量调节阀207VA（207VA为手动调节阀）从上部进入B塔做自上而下的逆向流动，在上一周期中已被B塔吸附剂吸附的水分在低压下解析出来后由再生压缩空气作为载体，经过204VA阀门及出口消音器排出，此时B塔内的吸附剂由于脱水而再生，此过程持续4.5分钟，然后204VA关闭，此时A塔内的一部分干燥压缩空气继续经过207VA为B塔进行充压，正常情况下充压结束后B塔内压力会达到A塔内的压力。此过程持续0.5分钟，然后A塔进气阀201VA关闭，随后B塔进气阀202VA开启、A塔排气阀203VA开启进入A塔再生，B塔吸附的模式。对于任一塔而言，干燥5分钟，再生4.5分钟，充压0.5分钟。每10分钟一个循环周期。
由于再生流量调节阀207VA初次调节好后，就会保持在固定开度，用来保证再生塔的空气流量。若此再生流量调节阀开度过大会造成再生压缩空气的浪费而增加能源损耗。过小会导致再生塔再生效果不好或者导致充压不充分。正常情况下，压缩空气管道在A/B塔每个周期循環运行时，自动阀门频繁开关的过程中会引起相关的管道轻微振动，长时间运行后，此手动调节阀由于管道振动的原因不能保证其原来的固定开度而使再生流量减少时，会导致当再生塔再生完处于充压阶段时，在30秒时间内无法使再生塔升压至与干燥塔内相同的压力值（此时干燥塔压力与入口管道压力相同），从而导致A/B塔切换时（切换时间始终为程序设定好的5分钟的倍数时间），进塔入口气动阀开启瞬间，由于塔内压力小于进气管道入口压力而导致瞬间气流压差超过报警定值20KPa，从而导致干燥器入口除油过滤器瞬时闪发压差高报警然后压力平衡后压差高报警又很快消失。
2 处理方法
为了验证此次除油过滤器压差高报警的触发是由于再生流量不够导致充压不充分的原因，在专工的监护下，现场人员稍微开大再生流量调节阀的开度，然后在就地观察一段时间，再根据实际情况微调。最终让再生塔充压时间结束后的压力与干燥塔一致后停止调整，通过此次微调整再生流量调节阀，主控触发的干燥器故障报警消除。就地控制屏上的报警也消失。同时干燥器后露点温度也维持在-60摄氏度左右。随后观察几天后，再无频繁闪发除油过滤器压差高报警的现象。
3 结论
通过对四种可能会导致除油过滤器压差高报警的原因逐个进行分析，然后根据现场观察到的其他现象和实际情况，利用排除法对四种可能的原因进行逐个排除，初步定位到再生流量调节阀处，然后通过调节开大再生流量调节阀的方法来验证，最终发现通过微开再生流量调节阀后，之前频繁触发的除油过滤器压差高报警不再出现，而且通过之后几天的观察，发现微调再生流量调节阀后，对干燥器的运行未产生其他不利影响。且干燥器后的露点温度稳定在-60摄氏度左右。
参考文献
[1]韩亚铎，压缩空气系统初级课堂培训教材，浙江海盐：2018.11.
[2]核工业第二研究设计院，压缩空气生产系统手册，浙江海盐：2008.01.
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