多晶硅廠DCS失電故障原因分析及應對措施

1、    多晶硅廠dcs失電故障原因分析及應對措施    張玉泉摘 要：dcs系統(tǒng)對多晶硅廠穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)起著非常重要的作用，但有時dcs系統(tǒng)的故障發(fā)生也給多晶硅生產(chǎn)帶來一些問題甚至造成重大損失，比如dcs的失電故障，造成管道設備的局部或全部停車，錯誤的處理還會給設備造成損壞，帶來二次損害，甚至對操作人員帶來傷害，嚴重情況可能對工廠帶來巨大的危害。所以我們根據(jù)dcs常見失電故障原因進行了分析，提出了dcs的配電方式和對不間斷供電電源ups的工作電源、旁路電源、直流電源、均設置失電報警功能等措施。關鍵詞：多晶硅；dcs；失電doi：10.16640/ki.3

2、7-1222/t.2017.12.2130 引言多晶硅廠的反應器及相關管道設備的長期安全穩(wěn)定運行并生產(chǎn)出合格多晶硅的必要條件就是需要一個持續(xù)穩(wěn)定可靠的dcs系統(tǒng)。dcs系統(tǒng)中最重要也最容易出現(xiàn)問題的有2個方面：接地和電源。由于接地和電源方面對dcs系統(tǒng)能否持續(xù)穩(wěn)定運行有著至關重要的作用。根據(jù)設計院的設計和廠家的要求，給dcs供電的電源是由市電先經(jīng)過ups穩(wěn)壓送出后到達dcs電源柜，當發(fā)生市電中斷或過度失壓時，ups能夠在10ms內(nèi)開始給dcs系統(tǒng)進行持續(xù)供電約為1小時，保證dcs系統(tǒng)能夠正常工作，同時也能對現(xiàn)場的儀表進行供電?？墒且驗樵O計和硬件集成時可能存在一些問題，或者ups設備本身質(zhì)量問題

3、等，使多晶硅廠在正常生產(chǎn)中因dcs失電故障造成緊急停車，給工廠造成很大損失。1 dcs失電故障原因（1）dcs電源柜分路失電。dcs電源柜中的一路出線開關跳開，導致dcs機柜中部分的元件失電，系統(tǒng)部分儀表參數(shù)反饋不正常，控制閥fo開啟，fc關閉。比如：反應器冷卻水換熱前52的溫度無顯示，換熱旁路閥門關閉，換熱后去反應器的43上水溫度無顯示，換熱器出口端閥門打開，導致反應器冷卻水溫度過高而造成反應器全部停爐。經(jīng)過檢修人員進行檢查并沒有找到短路或者接地的情況發(fā)生，閉合后系統(tǒng)恢復正常運行。出線開關跳閘的原因一般是線路過載、線路短路或有接地發(fā)生，只要任何一個分支線路接地而分支保護沒有及時動作（例如熔斷

4、器），就可能導致總開關過載跳開，因此需要仔細核查從總節(jié)點到分支節(jié)點的相應接線是否正確，絕緣是否良好。認真研究dcs系統(tǒng)的電源柜的系統(tǒng)接線圖，發(fā)現(xiàn)dcs廠家設計的總電源是雙路冗余電源，而所有的分支出線電源都是單路，任何分支單電源發(fā)生接地或者短路，分路的空氣開關就會自動跳閘，dcs系統(tǒng)部分就失去控制。（2）ups發(fā)生故障國。反應器正常運行過程中，ups發(fā)生故障，導致dcs系統(tǒng)失電，dcs電源柜全部原件失電，現(xiàn)場所有自動閥處于事故安全狀態(tài)，控制閥fo閥自動打開，控制閥fc自動關閉。一般規(guī)定，ups切換時間為10 ms，dcs 系統(tǒng)要求小于20 ms。這說明ups 發(fā)生故障重啟時的輸出切換時間超過了d

5、cs系統(tǒng)要求。分析故障原因，主要是ups 的本身問題。廠家對ups系統(tǒng)做了全面檢查測試并更換了控制電路板。完成控制電路板更換和控制軟件的升級之后，對ups的做了性能驗收測試。通過測試軟件，模擬ups發(fā)生故障，觀察是否自動旁路；摘除ups逆變器的熔斷器，使ups 處在旁路工作狀態(tài)，重啟ups，利用示波器觀察ups的輸出波形，觀看有無中斷的現(xiàn)象。2 dcs失電的應對由于現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜性和自動化程度的不斷提高，導致dcs系統(tǒng)越來與復雜。dcs 系統(tǒng)失電的故障情況也越來越多。為了防止處理不當而導致事故的擴大，需要制定切實可行的dcs 失電的應急處理預案措施，并定期預演和不斷改進完善。2.1 電源

6、冗余設計dcs系統(tǒng)應該可靠持續(xù)穩(wěn)定運行，在進行電源容量設計時應保證電源容量，并進行冗余設計，一用一備。在dcs 系統(tǒng)正常工作時，冗余模塊則通過充電以實現(xiàn)備用。如此在dcs 正常電源系統(tǒng)失電情況下，備用電源可繼續(xù)對系統(tǒng)供電，確保dcs 系統(tǒng)不失電，以提高系統(tǒng)的可靠性。2.2 系統(tǒng)的優(yōu)化在進行dcs 電源系統(tǒng)設計時，應充分考慮電源系統(tǒng)自動化水平，充分實現(xiàn)供電的質(zhì)量監(jiān)控和遠程報警，采用適當?shù)拇胧┤缜穳盒盘枅缶捅Ｗo切換等方式降低故障的發(fā)生率。在選擇ups 電源設備時，應充分考慮到ups 輸出的電能應能滿足系統(tǒng)供電電壓要求。多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)連續(xù)運行要求高，停車損失大，因此盡量以雙路ups 電源配置為主。

7、另外應考慮技術先進的在線式ups 電源設備。當ups 的供電電源（包括旁路）失電時，ups 能夠使用本身自帶的蓄電池為系統(tǒng)繼續(xù)提供一定時間的供電，保證系統(tǒng)的正常工作，從而實現(xiàn)爭取應急處理時間。2.3 對dcs 電氣部分的管理應從公司層面重視dcs 系統(tǒng)管理工作，在進行dcs 系統(tǒng)管理時，應制定詳細可行的運維管理制度和細則，落實好點巡檢，從而能夠及時找出系統(tǒng)中存在的安全隱患問題，將故障造成的損壞程度降到最低。此外，要做好對系統(tǒng)的維護工作，對關鍵的設備或部件如ups 電源系統(tǒng)、繼電保護設備等應定期檢測和維護，對備用電源要定期切換試驗，從根本上降低dcs系統(tǒng)失電發(fā)生率，提高系統(tǒng)的可靠性。最后，制定完善的應急處理預案并定期進行演練，針對系統(tǒng)中出現(xiàn)的不同安全和故障問題，有效應對，并應根據(jù)其造成的后果嚴重程度排定處理次序，從而降低故障影響。3 結(jié)語dcs 失電故障的預防和處理， 關系著整個多晶硅生產(chǎn)裝置的安全可靠運行。雖然dcs系統(tǒng)對多晶硅廠穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)起著非常大的作用，但是，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)失電故障，很可能造成給我們的工廠導致嚴重的財產(chǎn)或經(jīng)濟損失。因此，我們必須從管理、技術著手，確實確保dcs的供電的可靠性。一旦發(fā)生失電，我們必須全面排查，認真分析，找到引起故障的根本原因。并在此基礎上，進行技術改進和改造， 消除這些隱患；制定可行的預防措施和應急預案，提前發(fā)現(xiàn)進行預防，