摘要：
电动机泵是石油化工装置内的常用动设备，对炼化装置的安全稳定运行有着重要作用。在炼化装置的各类安全联锁、顺序控制等关键控制方案中，会涉及到很多对电动机泵的联锁启停控制。电动机泵的联锁启停控制比较复杂并且方案很多，通过总结最近几年炼化装置电动机泵启停联锁控制的工程设计经验，简要阐述了电动机泵联锁启停的常用控制方案，提出了互为备用机泵的联锁启动的推荐方案，同时对中间继电器布置、信号线布置等相关内容进行了说明。本文通过相关论述和探讨，为炼厂工程设计人员合理设计电动机泵电气联锁控制提供一点启示。
关键词：
电动机泵；联锁；继电器；控制
0引言
机泵在石油化工炼油及煤化工装置中占有重要地位。泵是石化生产装置中用量最大的传动设备，把各种液体介质如原油、成品油、化工原料、中间产品和成品输送到其他地方。炼油化工装置中，流体输送主要采用泵，例如：常减压装置有60多台，催化裂化装置有60多台，加氢处理装置有40多台，加氢裂化装置有40多台，芳烃抽提装置有50多台，烷基化装置有50多台，焦化装置有60多台等等，这些机泵绝大多数采用电机驱动。在各类安全联锁、顺序控制等关键控制方案中，会涉及到很多对电动机泵的联锁启停控制，机泵启停联锁功能设计的优劣对整个装置的安全长周期运行具有重要的意义。电动机泵的电气联锁控制涉及到工艺、电气、仪表以及机械等多个专业，只有充分理解各专业的需求，各个专业团结协作，才能做好电动机泵的电气联锁控制。石油化工炼油及煤化工装置中的机泵的电机根据电压等级主要有两类：低压电机（工作电压为220VAC、380VAC）和中高压电机（工作电压大于或等于6000VAC）。下面本文结合工程设计实际，对这两类电机的启停联锁控制以及相关问题进行分析阐述，供各位同行参考。
1联锁停泵
对于低压电机的联锁停机，自控专业经过联锁逻辑程序后给电气专业的停机触点是无源触点，触点容量一般不小于220VAC、5A，触点打开使机泵停止运行。对于中高压电机的联锁停机，自控专业经过联锁逻辑程序后给电气专业的停机触点是无源触点，触点容量一般不小于220VDC、5A，触点闭合使设备停止运行。对于自控专业给电气专业的触点目前习惯上有两种，脉冲信号或持续信号。一般炼油化工装置属于高温、高压、高火灾风险的装置，因此建议自控专业给电气专业的触点信号为持续信号。在触发联锁后，自控专业接入电气专业的触点为持续性动作，只要联锁未解除（即未复位），至电气的停机信号会一直存在，现场操作人员无法将电机开启，可避免出现安全事故。但当存在自控专业至电气专业的允许启机信号时，则自控专业给电气专业的停机触点信号宜为脉冲信号。
2联锁启泵
一般情况下对于低压电机的联锁启机，自控专业经过逻辑程序判断后给电气专业的启机触点是无源触点，触点容量一般不小于220VAC、5A，触点闭合使机泵启动运行一般来讲低压电机驱动的机泵没有过程控制系统给出的允许启动信号，直接输出启动信号至电气专业的控制回路启动电机。对于中高压电机驱动的机泵，往往比较关键，不允许通过仪表信号直接自动启动，而是综合其它因素、条件，通过电气专业设施人工启动主机。从自控专业给出信号到人工启动主机的时间不能确定，因而自控专业给出的启动信号仅为允许启动条件。允许启动信号为无源触点，触点容量一般不小于220VDC、5A，触点闭合使机泵处于允许启动状态。目前电气专业所设计的低压电机控制回路对自控专业提供的联锁启机触点习惯上带有自锁功能，因此自控专业提供的联锁启机触点可以为点动方式（即自控专业提供脉冲信号，脉冲宽度一般设置为1s）。对于中高压电机驱动的电机允许启动信号，自控专业触点均为持续方式（即自控专业提供持续信号），即触点闭合后保持，等到机泵的运行状态信号返回后，通过逻辑关系，使该触点变为打开状态。在炼化装置中往往存在两台机泵互为备用的工况，一台故障时自动启动另一台，比较典型的是压缩机组润滑油系统的主备辅助油泵自启动。在该工况中，一般设计为当润滑油压低时启备泵，但有时如果仅设计成油压低启备泵，会存在备泵启动相对滞后，导致机泵还没有开起来，油压已低于联锁停机值，引起压缩机停机。
3中间继电器布置
为保证自控控制系统的安全，自控专业与电气专业之间的启停及状态信号之间需要加中间继电器进行隔离。自控与电气间中间继电器包括用于反映机泵运行或停止状态的中间继电器（简称状态继电器）和用于联锁控制机泵启停的中间继电器（简称控制继电器）。状态继电器线圈回路电压24VDC，触点回路电压24VDC。控制继电器线圈回路电压24VDC，触点回路电压为220VAC或220VDC（高压电机）。目前由于炼厂电气专业管理分工问题，中间继电器一般设在控制室机柜间辅助机柜内，为保护维保人员安全，不同电压等级的继电器应分区布置，或分别在机柜两面布置，中间应设置绝缘板。本文认为从安全、界面管理以及电缆布线等角度出发，中间继电器布置在配电间侧更为合理，这样布置有如下优点：1）机柜间侧均为24VDC电压，配电间侧为高压侧，界面清晰。2）机柜间相关机柜内除电源均为低压电气设备，更为安全。3）机柜间与配电间之间的电缆电压等级均为24V，不再有不同电压等级电缆在同一路径敷设干扰的问题。
4信号线布线
当中间继电器设在控制室机柜间辅助机柜内时，这时就涉及到机柜室与变配电室间的不同电平电缆如何敷设的问题。在炼厂中，一般来说机柜室与变配电室间共有如下4类信号线：1）用于机泵运行状态信号，触点信号，电压等级24VDC。2）机泵变频控制信号，4~20mA信号，电压等级24VDC。3）通讯信号。4）用于联锁控制机泵启停信号，触点信号，电压等级220VAC或220VDC（高压电机）。电力电缆敷设时应与上述4种信号敷设时分开，经独立槽盒、穿管或电缆沟敷设，减少电力电缆对信号电缆的干扰。其中前3类信号线可一起敷设，应与第4类信号线采用分槽、分隔、分管、分沟等措施分开敷设。
5注意事项
根据本文第3节的阐述，在炼化装置联锁启停电机驱动机泵时，自控专业输出的联锁触点信号是通过继电器触点串接在电气的电机控制回路中的，对于低压电机的联锁启停，自控专业一般使用24VDC驱动的常规继电器，触点容量一般为220VAC、5A，该继电器一般安装在机柜间的控制系统继电器机柜中，继电器的触点通过电缆接入电气端子柜。但需要特别注意，当过程控制继电器柜距电气专业端子柜过远时（>304m）,根据APIRP552第10条规定，为了避免交流控制回路耦合作用造成机泵误动作，需要将自控专业的中间继电器放在电气专业端子柜内，或者采用直流控制回路。对于中压电机的联锁启停，由于电气专业的控制回路是220VDC，所以自控专业需要使用24VDC驱动的大容量继电器，触点容量一般为220VDC、5A，目前大多数工程公司也将该大容量继电器安装在机柜间的控制系统继电器机柜中，由于联锁时线路会带有220V直流电，因此需要在控制系统继电器柜中安装塑料板加以保护，防止人员触点。如果业主方能同意，笔者还是认为该中间继电器其实最好能放在电气专业的端子柜内，这样高电压设备都在电气侧，自控机柜电压等级都是24VDC，分界清晰，减少仪表工检修时触电危险。
6结束语
通过上述分析可以看出，对于机泵的启停联锁，要根据具体问题具体分析，深刻理解工艺的意图，与自控专业、机械专业紧密合作，结合变配电室与自控机柜间的具体位置，制定合理的方案。只有采用了合理的方案，才能保证电动机泵可靠安全的联锁启停，进而保障装置长周期安全稳定运行。希望通过本文的相关阐述，能给石化工程设计人员合理设计电动机泵的联锁启停提供一点启示，为整个炼厂的安全运行保驾护航。
作者：张健敏 马涛 单位：中国石油工程建设公司华东设计分公司
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