安全栅故障原因分析及应对措施

崔玉香

（中国石油大庆石化公司化肥厂，黑龙江 大庆 163714）

安全栅是工业生产中重要的辅助元件，是监控回路的重要组成部分，安全栅所在回路的重要程度不同，安全栅故障危害也不同，显示回路的安全栅故障会造成无指示，控制回路的安全栅会造成局部或者全局控制失灵；联锁回路的安全栅故障会造成联锁回路动作，局部或整个装置停车，所以安全栅的故障不容忽视［1~3］。

1 安全栅故障原因分析

某石化公司合成氨装置安全栅于2005年投用，在1.5 a的时间内合成氨装置共出现7次安全栅故障，故障安全栅中有5个是P+F安全栅，2个是MTL安全栅，后进行了更换。

1.1 安装位置

故障安全栅有5个在CAB15柜，2个在CAB20柜。

CAB15柜内的故障安全栅4个在CAB15柜内的第3、第4列，1个在第1列，故障安全栅主要在柜子的底部，该柜内的安全栅在柜内以16个1列顺次排列，而且出现故障的的安全栅基本都在各列安全栅中间或接近中间的位置。

CAB20柜故障的安全栅在柜的中部，该柜内的安全栅是分左右2大列集中分布。从故障安全栅的安装位置看，在1列安全栅中偏中间位置的安全栅更容易出现故障。CAB20柜的安全栅更密集，但其安全栅故障数反而比CAB15柜少。

2个机柜内的安全栅虽然是同年安装，但安装位置不同。CAB15柜内的安全栅是P+F的安全栅，柜中有2个风扇，且风扇安装在1个底部有栅格的罩子内；CAB20柜内的安全栅是MTL的安全栅，柜中有4个风扇，且风扇直接安装在机柜的顶部。其它装置MTL安全栅的故障率也偏低，可以看出P+F安全栅对温度的更敏感。

通过察看同1排安全栅中中间位置的安全栅更易出现故障。用红外测温仪对2个柜内各排安全栅安装在上、中、下部的安全栅的温度进行测量，CAB15柜内，左侧AO栅的温度明显低于右侧AI栅的温度，于是对右侧从上到下4列安全栅进行测量，每列安全栅选取最上面1个，中间的1个和最下面1个安全栅进行测量的温度值见表1。

表1 CAB15柜的安全栅温度/℃

CAB20柜内的安全栅分为前后2面，每面左右2列，每列安全栅选取最上面1个，中间的1个和最下面1个安全栅进行温度测量。

每列安全栅2端的温度低，中间的温度明显高，而且CAB15柜第3列和第4列的温度尤其高。CAB15柜内损坏的安全栅全部在温度较高的右侧，而且损坏的安全栅在第3列和第4列的也比较多，而且位置在中间或者偏近中间。结果说明安全栅的温度直接影响安全栅的使用寿命。同1列安全栅中中间的安全栅温度较高是因为集中排列影响散热，从而影响安全栅的使用寿命。

1.2 安全栅柜内外风向

合成氨装置和尿素装置的安全栅是同时投用的，采取了同样的配置方式。合成氨装置的安全栅损坏的较多，而尿素装置的安全栅损坏很少。通过对2套装置机柜室的综合环境进行对比分析。结果发现合成氨装置的机柜室空调是顶部送风，底部回风，风扇采用默认的顶部抽出式通风方式，导致柜内、外的风流动方向相反造成风循环不畅，从而造成机柜内的温度偏高。

另外，合成机柜室空调采用顶部天花板进风，天花板进风孔小且天花板内部衬有1层防尘布，影响整体送风效果。尿素机柜的风扇也采用默认的顶部抽出式通风方式，但尿素空调的送风方式是底部进风，顶部回风，如此机柜内、外风方向一致，促进空气流动［4］。

1.3 机柜室温度

合成氨、尿素总控室和机柜室共用中央空调，但尿素总控室内又设置了1台立式空调，可以通过调整立式空调的温度设定来调解总控室的温度，而不必调整中央空调温度。

2 解决措施

（1）对于安全栅密集排列造成中间安全栅温度偏高易损坏，采用在检修期调整安全栅排布，减少每列安全栅的数量采用每8个1列的方式排布。增加安全栅的散热空间，降低安全栅的温度，减少安全栅的故障率。

（2）对于合成氨安全栅柜内外风向不一致造成安全栅内空气流通不好，散热不好的情况，采取将合成机柜的风扇全部改为顶部吹风的通风方式，让柜内外气流方向一致，增加空气的流通速度，增加散热速度。对于合成顶部送风的天花板有防尘布影响通风，采取揭掉部分天花板的防尘布，以增加通风能力，以增强空调的温度调节能力，确保机柜室温度［5］。

（3）建议合成总控室增设立式空调，靠立式空调来调节总控室的温度，确保机柜室温度的恒定。

3 效果

2015年大检修结束后对CAB15、CAB20柜安全栅进行测温，结果见表3，4。

表3 整改后CAB15柜的安全栅温度/℃

表4 整改后CAB20柜的安全栅温度/℃

4 结束语

CAB15柜的安全栅整改后温度下降了7.1℃，CAB20柜的安全栅温度整改后温度下降了7.4℃。整改后安全栅的故障率明显降低。可见安全栅的寿命受温度的影响很大，采取应对措施，增加安全栅柜内、柜外空气流通量和散热能力，降低安全栅的运行温度，安全栅故障率明显降低。