刘仁亮，魏雪琴，胡 洁

（武汉钢铁集团氧气公司，湖北武汉 430083）

1 概述

武钢氧气有限责任公司总共建有三套氧气调压站，分别为四氧调压站（两套30000m3/h）、五氧调压站(一套60000m3/h)和七氧调压站（一套60000m3/h），该三大调压站担负着向冶炼片输送并调节氧气压力的重任，每小时调节总量可达18万m3/h，其主要功能是用于将压力为2.5～2.8M Pa氧气调节减压到1.5～1.8M Pa供炼铁厂和炼钢厂使用。由于历史的原因和氧气管网系统的要求，这三套调压站离现有制氧机D C S控制系统都较远，最近的直线距离都达到了1000m以上。为了便于氧气管网系统的统筹管理，我公司将3套调压站的控制权限都放在七氧操作室，通过七氧操作室的H台D C S操作站和I J台D C S操作站对氧气管网压力进行监控。具体控制方式及工艺流程见图1～图4。

2 运行中出现的问题

调压站各种监控信号全部是以硬接线的方式从调压站现场仪表铺设到D C S间，铺设路由长，还有部分信号电缆跨铁路和厂外铺设，对调压站的安全运行构成较大的安全隐患，2013年底和2011年均出现通讯电缆人为原因和非人为原因损坏，直接造成调压站功能失效，对炼钢和炼铁厂的生产造成了巨大影响，时间长的甚至由于停气造成下游用户停产。此外，由于调节阀的突然关闭，氧气调节阀前后压力瞬间增大，对后续调压站的恢复生产构成了安全隐患，为避免因氧气调压功能失效对铁厂生产造成影响，氧气公司协同计控公司计划对三大氧气调压站控制系统进行改造，彻底解决因控制信号丢失引起的重大安全隐患。

3 改造方案的制定

通过分析几次调压站出现故障的原因，发现主要是由控制电缆的故障造成，采用硬接线的控制方式存在较大的安全隐患，我公司采用的调节阀全部为气开式球阀，任意一根电缆的断裂造成控制信号的丢失都会造成调节阀门全关。因此，必须改变这种D C S远程监控的控制方式。

经过和氧气计控站沟通，可以将D C S远程控制的方式改为就地控制，为每个调压站建立一套单独的P L C控制系统，控制箱就安装在调压站旁边，就地操作使用液晶操作面板，就地P L C控制器与四台远程操作站通讯连接，四台操作站分别放置在氧气公司调度室、五、七氧主控室和C D台主控室，采用以太网光纤通讯。实现就地和远程的同时调控功能，可大大降低线路被偷盗、破坏的几率，即使光纤被破坏也不会影响P L C的正常工作，仅仅是操作站不能监控，可在就地操作面板上进行监控，从而极大提高了调压站工作的可靠性。每套P L C的控制电源就近采用220V的U P S电源，每套调压站的P L C均采用不同的受电，将故障下对调压站的影响降低到最

图1 改造前调压站网络结构图

图2 四氧调压站工艺简图

图3 五氧调压站工艺简图

图4 七氧调压站工艺简图

小。改造后调压站网络结构图见图5。

图5 改造后调压站网络结构图

4 方案的实施

本方案的实施分为两个阶段，前期准备阶段和后期实施阶段，考虑到只能在不影响用户生产的前提下完成改造，前期准备工作必须充分，同时制定详细的施工方案。

（1）准备阶段

待设备和材料准备到位后，首先进行光纤的铺设和现场P L C控制柜的安装，以及电源电缆的铺设。提前做好P L C控制系统的编程和调试，并进行远程模拟调试，调试正常后等待接线碰点的时机。

（2）控制系统在线切换

利用主体厂用户检修用氧量减少的时机，逐个将调压站改为旁通供气。

第一步，将氧气调节阀打手动控制，将温度、压力、流量测量信号接入新的P L C系统，并核对信号真实可靠。

第二步，通过新系统监控阀前、阀后的压力，待压差小于0.3M Pa后打开旁通阀，全关调节阀，关闭调压阀前后阀门。

第三步，通知计控将阀门控制信号接入新的P L C系统，并对阀门的行程和阀门开、闭速度的调节。

第四步，确认阀门动作灵活后，缓慢打开调压阀前后阀门，手动打开调节阀门，并逐步投压力和流量自动调节功能，进行试运行。

第五步，以上功能确认完成后，在确认调节阀前后压差小于0.3M Pa后，逐渐关闭旁通阀，整个改造工作完成。

5 改造后效果

经个一个多月的运行，三大氧气调压站压力、流量、温度稳定，控制系统达预期效果。通过本次氧气调压站控制系统的改造，首次实现就地和远程的双重控制，有效避免控制信号丢失造成的调压站停用，大大提高调压站工作的可靠性。将调压站的控制系统集中管理，更加有利于对武钢整个氧气管网系统压力的控制调节，改造效果明显。