内容来源：《仪表问答 案例汇编》第一章第三节制氢装置汽包液位误指示联锁 33页（书籍详情见文末）
01
基本情况
装置及单元简介
某炼油厂制氢装置于1992年建成投产，装置原加工能力8000Nm3/h。2003年装置扩能改造，改造后的加工能力9200Nm3/h。余热锅炉汽包Z-101生产2.2MPa蒸汽，2003年进行了同步改造。
回路及仪表简介
汽包仪表设置了LIC252（原设计位号为LIC101）用于锅炉上水液位控制【由BPCS（基本过程控制系统）实现控制】，设置LSLL253用于液位低低联锁，切断进料【由SIS（安全仪表控制系统）实现控制】。两回路液位采用“双室平衡容器+差压变送器”实现液位远传测量，现场同时设置了两台玻璃板，用于现场液位显示。两回路液位变送器采用川仪横河的EJA差压变送器，于2003年安装投用。
02
故障描述及处理过程
故障前工艺情况
2月底初气温转暖，工艺车间按厂部节能要求于2018年2月26日停用了制氢装置伴热。故障发生前，生产装置运行正常，工艺参数没有异常及波动，仪表维护人员最后一次巡检，仪表指示正常。
故障现象及描述
2018年03月08日05时10分，制氢装置汽包液位低低联锁（LSLL253）用变送器LT253在SIS指示值开始下降。在05时21分，液位缓慢降到35.47%，随后指示值突然达到最大值。在06时27分， 变送器指示又突变到0%，过程触发装置低低液位联锁停车。工艺操作工现场巡检并结合DCS确认，这是由液位指示失效造成的，向厂部汇报后经允许临时摘除联锁，投料开工，仪表工现场判断仪表引压管线冻凝，直到09时48分伴热投用后，LSLL253示值恢复正常，联锁正常投用。LSLL253示值趋势见图1。
图1 LSLL253示值趋势图
在2018年3月8日06时40分，DCS操作站LIC101指示值下降，操作人员发现故障后联系仪表值班人员处理，处理正常后，运行1h左右指示又开始不准，仪表工联系工艺外操投用伴热，直至仪表伴热恢复后正常。LIC101示值趋势见下图2。
图2 LIC101示值趋势图
故障影响范围
由于LSLL253液位低低联锁触发装置K3101A/B停机，制氢装置中断进料15分钟。
仪表及系统处理过程
仪表人员检查发现LSLL253和LIC101这两台仪表的引压管伴热与工艺的汽包排污管线伴热串联后，将装置停运。检查2003年的设计图纸，蒸汽伴热采用的是就近接取，其中LT253的仪表伴热与工艺的汽包排污水管线串联使用，LT101仪表伴热与汽包2台玻璃板液位计伴热串联使用。2月初气温转暖，工艺车间按厂部节能要求于2月26日停用了制氢伴热。发生故障前，仪表维护人员最后一次巡检仪表指示正常。从两回路的异常指示和现场检查情况，初步推断由于天气原因引压管冻凝，LSLL253液位指示异常，导致联锁停车切断装置进料。
LSLL253联锁切断进料事故发生后，仪表人员结合SIS的SOE和DCS历史趋记录，检查现场和远传仪表指示，确定是因仪表引压管线冻凝致液位误指示并触发联锁动作，立即与工艺车间外操联系恢复伴热系统，再利用消防蒸汽对伴热管线吹扫后。在09时30分，冷凝的伴热管道线恢复正常；09时48分，装置伴热投用后LSLL253指示恢复正常，摘除的联锁恢复。
故障性质
这是一起因仪表导压管失效造成的联锁故障，属仪表引压管路不畅故障。
03
故障原因分析
故障前仪表可靠性评价
仪表引压管线伴热与工艺管线、仪表现场玻璃板、工艺排凝放空等共用，对联锁回路未识别标记，工艺停用伴热时没有考虑仪表联锁回路，没有对伴热进行分级管理和差异性管控，仪表伴热设计未独立设置，施工单位未落实联锁回路技术要求，业主也没有对联锁回路的伴热安装进行针对性的技术交底和验收。伴热作为工艺管理的一部分，对涉及联锁回路的伴热，应实行分级管控和差异化管理，并延后停用联锁回路伴热。由于联锁回路作为一般工艺伴热管理，降低了联锁回路的可靠性。操作工发现异常未及时识别出联锁风险，并未及时应急摘除，造成联锁切断进料。
故障失效分析
制氢转化炉汽包液位有两个仪表测点：LSLL253制氢转化炉汽包液位低低进SIS联锁切断进料，LIC101 制氢转化炉汽包液位在DCS控制上水阀。两个液位仪表都采用差压变送器测量平衡容器差压的工作原理测量汽包液位。这两台仪表均安装位置在汽包北面,参与联锁的LSLL253从汽包的平衡容器引出约3米长的引压管向下连接到差压变送器。执行液位控制的LIC101变送器安装在汽包北侧玻璃板液位计下部西北侧一框架立柱南侧。现场没有仪表独立伴热管线，就近从工艺伴热管线取热，三月份天气转暖后工艺停用伴热，气温突然降低导致液位联锁仪表引压管冻凝，液位指示到达联锁值，触发装置联锁切断进料。
（1）直接原因
3月天气转暖后伴热停用，3月8日气温骤降致液位引压管线冻凝，导致液位误指示是本次故障的直接原因。
（2）间接原因
仪表伴热系统不独立，设计仪表伴热系统设计时没有明确要求独立敷设仪表伴热，只是说明就近取热，仪表与工艺系统共用工艺伴热，随工艺伴热停用仪表伴热也停用，是本次故障的间接原因。
（3）重要原因
在出现仪表指示100%，一直持续70min后仪表突然指示为零的第一时间，在这期间，操作工没有及时与仪表维护人员联系处理，也未应急处置临时摘除联锁，丧失了宝贵的应急处置窗口时间，导致联锁故障的发生。工艺人员对装置联锁的应急预案不熟练，风险识别和应急处置判断不及时，在已知控制回路出现冻凝异常后，未及时识别出仪表误指示，并采取应急解除联锁措施是本次故障的重要原因。
（4）管理原因
检查工艺操作规程，天气大幅降温时仪表控制系统应急预案没有包含现场设备仪表出现故障时与工艺人员的沟通临时摘除联锁的步骤，工艺人员对仪表故障的原因和处理过程不熟悉，业务素质不高是本次故障的管理原因。施工设计图纸不明确审核不仔细，施工单位施工不认真，组态位号和图纸不一致，用户对改造升级项目验收检查不仔细不认真，以上因素也是本次故障发生的管理原因。
04
防范措施及建议
经验总结
仪表伴热系统独立设置，根据天气预报情况开大和关小伴热，每天及时检查重要仪表特别是联锁回路测量管路的伴热，提前对可能出现的情况提前处理。
重要仪表专人管理，加强巡检，完善联锁回路应急预案，加大对联锁控制系统应急预案的培训力度，并组织联锁系统突发情况的应急演练，增强工艺操作人员和仪表维护人员处理突发事件的能力。
防范措施
设置联锁回路的独立伴热，进行分级管控和差异化停用伴热，对于涉及联锁回路传感器的引压管伴热一般要延后停用，原则上比普通伴热停用时间要推迟15-30天左右，躲过天气波动期，一般天气最低气温连续稳定在10℃以上时再停用该伴热，确保联锁回路的可靠性，做到节能与稳定运行兼顾。
完善工艺操作规程和联锁回路应急处置预案，并组织职工培训学习，以提高职工对不同工况和状况的分析应急处理能力。
改进建议
修改单点联锁条件，增加联锁系统的可用性及可靠性，积极配合工艺及技术科完善联锁方案，尽可能实现三取二的联锁方式，兼顾安全性和可用性。
改造完善联锁回路测量管路的保温，将目前迎风口出的取压点和引压管线（北侧）移至汽包的背风侧（南侧），或对联锁仪表伴热增加电伴热系统，减少联锁测量回路冻凝的几率，提高联锁测量回路的可靠性，确保仪表功能安全的完整性。
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