作者：hbttkj

尊敬的各位工控同仁：大家好！

    我现在从事钢铁企业的转炉炼钢生产现场仪表维护工作，是西门子的粉丝。今天看到咱工程师故事的征文，想给大家讲述一个我在三月份工作中刚刚解决的煤气事故隐患问题，阐述一下WINCC中开关量的步进趋势的妙用。再有三个多小时就到征文结束的时间，第一次写无论是否赶上投稿，只希望与大家分享自己的经验。

    先介绍一下事故经过情况吧，在三月初开始，有一台风机机后自闭式煤气泄爆阀在转炉炼钢煤气回收过程中总是压力高自动泄爆。在钢铁企业煤气管道泄爆事故是重大的危险源，煤气管道上的泄爆阀突然泄爆泄压，大量煤气泄漏涌出，如果不及时处置，将发生煤气中毒、火灾、爆炸等恶性的事故，已成为我们炼钢厂迫在眉睫的头等大事。但泄爆事故发生又没有规律，煤气管道泄爆之后设备运转还正常，始终找不到致使煤气压力增高的主要原因。

以下对我们炼钢转炉煤气回收自动控制系统现场做个简单说明：煤气回收自动控制采用西门子S7-400 PLC技术，转炉煤气回收系统由旁通阀、三通阀、水封逆止阀、U型水封、CO、O2分析系统等组成。当转炉炼钢氧枪吹炼信号大于三分钟时、煤气中CO含量大于30%、O2含量小于1%时、无设备故障等条件都满足时，打开水封逆止阀，到位后打开三通阀进行回收，转炉煤气经水封逆止阀、U型水封，进入转炉煤气总管，通过管道送入转炉煤气柜。当回收任一条件不满足或出现设备故障时，关闭三通阀进行放散，到位后关闭水封逆止阀，转炉煤气经三通阀送入放散塔进行放散。煤气回收控制的重点是保障安全和阀门的顺序控制，本系统中当水封逆止阀前压力大于设定值时，则旁通阀自动打开进行自动紧急放散。当煤气管道压力剧增大于自闭式煤气泄爆阀安全设定值时，自闭式煤气泄爆阀会自动泄爆及时泄压，保护设备不受损害。当压力低于设定值时泄爆阀自动关闭，外界空气不能进入煤气系统保证了安全。

下面开始步入主题，煤气泄爆事故功关过程

1.第一手原始数据的收集，数据来源:

⑴ SQL2005数据库,可信度100%，收集数据：时间，进出口压力，水封前压力，CO含量，O含量等。

⑵ 风机房值班操作工的描述回忆，可信度80%，收集信息：三通阀和水封阀都不在工作状态等。

2.数据汇总分析及论证

经过上面的数据收集，发现在煤气回收过程中，煤气氧含量变化使得煤气成份不达标的现象，这时就要对煤气进行放散，等煤气成份达标后再进行回收。而煤气管道泄爆事故总是出现在煤气成份不达标的时候，但煤气成份不达标又是个常态，煤气管道泄爆则是的无先兆、无规律性的。煤气成份不达标只是个前提条件、是个诱因。而煤气管道泄爆主要是因机后煤气管道压力高，管道憋压造成，所以找到造成管道压力高的主要原因，其余问题将迎刃而解。

⑴ 煤气回收阀门的顺序控制论证

经对煤气回收系统三通阀和水封阀控制程序的仔细钻研及意外情况的假设，并未发现控制程序漏洞。

⑵ 三通阀和水封阀工作状态的论证

本人利用手头现有器材搭建了一个模拟仿真模型，对三通阀和水封阀工作状态进行模拟仿真，去模仿值班操作工的描述回忆中所提及的阀门工作状态。

但多次反复试验仍未能实现，说明其所提及的工作状态是在特殊情况下产生的，如按照正常操作进行，是不会存在的。

⑶ 三通阀的二个蝶阀工作论证

由于对上述二种情况的否决，所以对风机机后脱水器所排的水成了我反复思考的主要对象。由于水流动的不确定性，和煤气管道泄爆的无规律性又能吻合。也正因为此推断使我将大量的时间和精力投入到对煤气管道里水的研究和分析。

个人观点：三通阀体的二个蝶阀打开关闭动作过程中先有一个最大通过截面积到最小通过截面积，然后再到最大通过截面积的过程。再加上管道中的积水的作用，三通阀体打开关闭动作过程就会出现管道截面积突然缩颈，致使煤气管道压力升高造成泄爆。经绘图论证，但这种推断依旧有几个疑问无法去解释清楚，最终不得不承认这种假设观点，不是造成煤气管道压力升高而泄爆的最主要的客观原因。为了回忆当时走的那段弯路，还是上传其中一个草图，作为纪念吧。

⑷ 调整研究思路和主攻方向，努力还原事故发生时的现象这时工作漩于了僵局，无从下手而停滞不前，冥思苦想绞尽脑汁后也未有实质性进展。终于在3月3日那天大脑中瞬间一闪、眼前一亮，要分析情况就必须抓住要害，设法努力去还原描绘泄爆事故过程发生当时的现象，研究泄爆事故发生过程中任何一个细节，不就最终可以解决这个难题。

经调整思路和主攻方向后，就有了解决方案，这样受阻的问题就变成为一个技术难题。再次凭借自己在技术上的钻劲儿，经过的持续奋斗，我利用WINCC过程值变量归档，用500ms定时器为基础，编辑出一套实用的WINCC开关量步进趋势监控，对三通阀和水封阀的动作及限位进行记录，并联网开始测试。3月5日早晨上班后发现3月4日19点37分16秒，风机煤气管道压力高泄爆事故，这次的泄爆过程就由我用WINCC新编辑三通阀和水封阀的动作及限位等开关量趋势全程监控记录下来。这样我就以时间进度作为主轴，从历史趋势中初步还原描绘出泄爆事故发生过程中三通阀和水封阀动作的每一个的细节，煤气管道憋压及煤气压力增高的主要原因终于找到,解决方案和措施只是后续的工作啦。

    写到最后，自己都感觉自己写的很乱，所以上传二张图片加以说明，应该是最给力的。我们平时见到的历史趋势通常为模拟量较多，开关量步进趋势使用的较少一些，这次给大家介绍开关量步进趋势的使用，愿大家遇到类似问题时有一个新解决思路。

开关量步进趋势图

 模拟量趋势图

管道图