零排放水处理系统反渗透装置压力开关故障

(一)基本情况

1.装置及单元介绍

某化工企业配套工程零排放水处理系统，处理水量为50m³/h，该系统由除硬加药系统、微滤系统、离子交换系统、纳滤系统、反渗透系统、蒸发系统等组成。2018年2月正式投产。

2.工况简介(图1-16)

(1)纳滤产水池(Z-01)的水经过反渗透给水泵(P-01A/B)和反渗透高压泵(P-02)进入反渗透系统进行处理，处理数小时后进入冲洗流程。

(2)冲洗水池(Z-02)的水经过冲洗水泵(P-03A/B)、冲洗水阀(XV-01)和反渗透高压泵(P-02)对膜系统进行冲洗处理，处理数分钟后进入正常产水流程。

(3)在反渗透高压泵(P-02)进水管道上安装压力开关(PS-01)，用于保护反渗透高压泵(P-02)。该系统在正常运行过程中，当进水管压力低于0.1MPa时，压力开关(PS-01)动作，反渗透高压泵(P-02)停机。

3.仪表情况

(二)描述及处理过程

1.故障前工艺情况

当班班长通过观察纳滤保安过滤器(F-01)前后就地压力表压力，发现前后差压过高，要求将系统停机更换纳滤保安过滤器滤芯。当班操作员将反渗透装置停机。因后续工艺要求系统停机不能进行冲洗步序，当班操作员在“中控”画面将冲洗水泵由“自动”位置换到“手动”位置，对其他设备没有操作(处于“自动”状态)。反渗透自动停机步序走到冲洗步序时被卡住，“中控”画面报冲洗水泵启动延时故障，步序卡住时的“中控”画面和“停机”画面一致，当班操作员认为系统已停机完毕。

2.故障现象详细描述

班组在更换纳滤保安过滤器滤芯的过程中，中控操作员误以为设备已停机，将“冲洗水泵启动延时报警”复位。复位后系统继续自动开始冲洗步序。冲洗水泵因在“手动”位置没启动，冲洗水阀(XV-01)和反渗透高压泵(P-02)按照自控步序自动开启，反渗透高压泵因在无水状态下启动，干磨导致轴承和平衡盘损坏。经检查反渗透高压泵进水压力开关(PS-01)未动作。

3.影响范围

反渗透高压泵由于属于进口设备，没有备件。采购备件加工周期需2个月，把损坏设备寄回厂家维修需1个月，可临时采购1台国产泵替代。该系统停车7天，导致上游大量废水无法处理，上游主体工艺设备降低负荷运行。该事故造成的直接经济损失约20万元。

4.仪表及系统处理过程

反渗透高压泵在无水状态下启动会发出异响，现场人员听到异响立即采取紧急停机措施，即将反渗透高压泵就地操作柱由“远程”状态打到“就地”状态后操作“停止”按钮。

5.故障性质

将该事故定义为一般责任事故。

(三)故障原因分析

1.故障前仪表可靠性评价

通过在DCS上查询事故前压力开关(PS-01)动作状态趋势画面，发现该压力开关处于失效状态。

2.失效分析

(1)直接原因。

①压力开关(PS-01)损坏。压力开关动作设定值为0.1MPa。当系统进行停机冲洗步序，反渗透高压泵进水前压力低于0.1MPa时，压力开关没有动作，联锁失效。压力开关在机械式触点多次动作后失效，这种情况下无论系统是否停机，压力开关都显示压力正常状态。

②操作失误。操作员属于实习生，对中控操作不熟悉。该系统在非正常停机时不能随意将设备由“手动”状态换到“自动”状态。“中控”画面出现报警时，不能随意进行复位操作。

(2)间接原因。

①检修保障措施落实不到位。当班操作员在更换纳滤保安过滤器滤芯时，设备停机后没有将反渗透单元全部设备的现场操作柱打到“检修”位置，只是将冲洗水泵在“中控”画面换到“手动”位置，其他设备仍然处于“自动”状态，各项安全检修保障措施没有落实。

②仪表巡检不到位，没有及时发现压力开关失效问题。日常巡检时，可以根据工艺运行的实际情况，通过观察压力开关历史曲线和压力开关“系统”画面状态(系统运行时压力开关信号置1，显绿色;系统停机后压力开关信号置0，显红色)来判断压力开关的好坏。

(3)管理原因。

①对操作员的培训主要是针对正常和常见故障的操作处理，缺少对应急情况下的中控操作培训及现场应急处理的培训。

②运行管理人员、安全员对于运行岗位更换纳滤保安过滤器滤芯的检修保障措施监督不到位，操作员多次违章操作。在更换纳滤保安过滤器滤芯之前，应将该系统停机，且所有设备的现场操作柱打到“检修”状态。在更换纳滤保安过滤器滤芯的过程中不允许“中控”再对该系统进行任何操作。

(四)防范措施及建议

1.经验总结

(1)重要仪表专人管理，加强巡检。制订切实可行的仪表巡检方案，及时发现仪表存

在的隐患。

(2)加强备件管理。对一些关键设备及仪表准备适量的备件。

2.防范措施

(1)完善设备操作规程，注重落实。由运行管理部组织对公司的操作规程进行全面复查，完善设备操作规程，包含“中控”画面操作和现场应急事故处理等方面内容。设备操作规程修订后，对运营人员、维保人员进行全面业务培训，注重落实培训效果。

(2)每半年对关键压力开关(PS-01)校验一次。对校验不合格的仪表进行更换。

(3)加强重要仪表的巡检频次，日常巡检时通过在“DCS”画面上观看“仪表运行趋势”画面及“系统”画面来判断仪表是否失效。

3.改进建议

(1)在反渗透高压泵进水管道压力开关位置，取消原压力开关，增设两台压力变送器，信号直接输送至DCS，并将此信号作为联锁条件之一，采用二取二或二取一逻辑，既可以直观地观察到反渗透高压泵前的进水压力，又可以避免压力开关误动作导致反渗透高压泵误停机，提高了系统的安全性。

(2)组织全员进行事故案例的深刻反思。由安全部组织全员进行事故案例的反思。结合本次设备事故，进行深刻反思，深入挖掘类似的隐患，做到举一反三。对于查找出来的事故隐患，按照定任务、定人员、定时间、定措施的“四定”原则进行整改落实。

(3)采购必要的备品备件。由设备部组织对公司的设备进行全面分析，根据现场实际情况，对一些重要设备及易损件提报必要的备品备件。

注：本文摘自仪表圈编辑的《仪表问答》，感谢仪表圈的团队！