轴流风机控制介绍维修中心.ppt

概述 压缩机作为供风设备是各种工艺装置的心脏 机组能否正常运转就是工艺装置能否正常运转 而机组自控系统是机组的中枢神经指挥中心 直接指挥机组的正常运转 因此自控系统是压缩机组的重要组成部分 陕鼓的轴流压缩机组控制技术是随同轴流压缩机的引进从当时的瑞士苏尔寿公司一起引进的 随着自动化控制技术的不断发展 轴流压缩机组控制技术也在我们的努力下不断的吐故纳新 因此陕鼓的轴流压缩机组控制技术是领先的 也是完善的 自动化仪表的发展 陕鼓的轴流压缩机控制系统则经历了以常规仪表辅以数字量可编程逻辑控制器 单回路调节器到PLC DCS控制系统这样一个阶段 对于机组控制系统近年来用量最多的是PLC 而且主要集中在以下三个产品上 西门子公司的S7 400及其冗余系统以及PCS7 施耐德公司的Quantum及其冗余系统 GE公司的90 70 90 30及其冗余系统 自动化仪表的发展 这三个产品中除西门子产品S7 400非冗余系统和冗余系统的运用数量比较接近外 其余的两个产品则是以冗余系统运用为多 从性能价格比上来分析 S7 400 QUANTUM 90 70基本都为同一档产品 均能为轴流压缩机的安全 长期运行提供可靠的保证 近几年来催化裂化机组控制越来越向集中控制化发展 一般采用三重冗余系统来集中控制主风机组 备机和增压机组 甚至是整个装置 三重冗余系统以其高可靠性 安全性等 已普遍被石化领域所青睐 例如 TRICONEX的TS3000系列 大型的DCS系统也有应用 例如 HONEYWELL公司的产品以及横河的CS 1000系列 陕鼓自控的发展 自控系统的配置 由PLC 或DCS 系统完成轴流压缩机组所有的参数采集 显示 调节控制 趋势记录 逻辑顺控 运行参数越限报警及联锁保护等 PLC 或DCS 系统的电源 CPU及控制总线多为冗余方式配置 当其中一个机架中的电源或CPU发产故障时系统立即自动切换到另一个机架 由另一个机架中的电源或CPU代替前面的故障电源或CPU工作 PLC 或DCS 系统通常配置有两台操作站 其中一台也可做工程师站用 操作站CRT为21寸彩显或为19寸液晶 两台操作站均可以完成机组的监控 系统另外还设有打印机 用于报表打印或报警打印 自控系统的配置 SIEMENSPLC DCS 仪表位号的简介 一般情况下 仪表位号有两部分组成 上部为测点类型及功能 一般是以该功能的英文名称的第一个字母来表示 T 温度P 压力I 显示Pd 差压A 报警S 联锁F 流量调节阀一般用BV表示 下部为测点的编号 一般有三位或四位一般四位的第一个数字为区域号 第二个数字为系统号 剩下为设备编号 机组配置形式 02 2 1911 25 36 轴流压缩机监视画面 进气 去工艺 放空 动力油 P R TI100 0 0 TIA101 0 0 BIC101 0 0 KPa TI102 0 0 PIA102 0 00 MPa PDIA103 0 0 KPa ZIA101 0 0 O PDIA101 0 0 PDI104 0 0 KPa PI104 0 00 FIC101 0 ZSC105 ZIA102 0 0 风机出口温度 风机出口压力 送风流量 送风温度 送风压力 文氏管差压 静叶角度 过滤器差压 HIC101 0 0 放空阀阀位 风机进气温度 防喘振调节器 防喘振手操 风机喉部差压 变速箱 电机 放空阀闭锁 KPa 止回阀 MPa ZS105 送风阀门开 最终输出 0 0 启动画面 停机状态显示 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 静叶释放 自动操作 BV101 ZC101 伺服控制器 止回阀闭锁 变速箱 主电机 轴流压缩机 TIA120 0 0 变速箱 电机2 瓦温 02 2 1911 25 36 启动画面 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 停机状态显示 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 TIA107 机组轴系监测 0 0 TIA105 0 0 TIA103 0 0 TIA115 0 0 TIA117 0 0 TIA119 0 0 TIA109 0 0 1 支撑瓦温 2 支撑瓦温 变速箱3 瓦温 变速箱4 瓦温 1 推力瓦温 2 推力瓦温 电机1 瓦温 TIA125 0 0 TIA121 0 0 TIA123 0 0 TIA113 0 0 TIA111 0 0 YISA112B 0 0 YISA111B 0 0 YISA112A 0 0 ZISA111 0 000 YISA111A 0 0 um um um um mm 变速箱1 瓦温 变速箱2 瓦温 风机轴位移 风机进气侧轴振动 风机排气侧轴振动 电机A相定温 电机B相定温 电机C相定温 02 2 1911 25 36 PSA141 动力油站 PDA142 PDA141 LSA141 PSA144 TSA141L PSA142 PSA143 TIA141 0 PISA141 0 00 MPa 动力油回油 动力油供油 差压高 差压高 试验油压低 油箱液位低 油压过低 油压过低 油压过低 油箱温度低 动力油温度 动力油压力 启动画面 停机状态显示 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 TSA141H 油箱温度高 02 2 1911 25 36 润滑油站 TIA131 0 PSA131 PSA132 PSA133 PDA131 TIA133 0 PSA134 LSA131 TSA132H 冷却水 供润滑油 排油雾口 系统回油 PISA131 0 00 油压过低 油压过低 油压过低 油箱液位低 油箱温度高 差压高 试验油压低 M MPa 润滑油温度 润滑油压力 冷油器出口温度 启动画面 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 停机状态显示 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 TSA132L 油箱温度低 逻辑联锁功能a 风机启动联锁程序b 风机静叶释放程序c 风机自动操作程序d 风机逆流保护程序e 风机安全运行程序f 风机停机联锁程序g 润滑油泵联锁程序h 润滑油加热器联锁程序i 动力油泵联锁程序j 动力油加热器联锁程序 回路控制功能 风机防喘振控制系统 定风量 定风压控制系统 机组主要参数监视及报警系统 包括 a 风机支撑轴承温度的监视及报警b 风机止推轴承温度的监视及报警c 增速箱支撑轴承温度的监视及报警d 电机支撑轴承温度的监视及报警e 电机定子温度的监视及报警f 风机喉部差压的监视和报警g 风机出口压力和温度的监视h 风机防喘振阀位的监视i 风机静叶角度和送风流量的监视j 润滑油压力和温度的监视和报警k 动力油压力和温度的监视和报警l 风机轴振动 轴位移的监视和报警 系统主要功能 AND 存储器复位 试验开关复位 NO YES 风机止回阀关闭 NO YES 风机放空阀全开 NO YES 润滑油压正常 NO YES AND NO YES 复位 机组启动 启动联锁 动力油压正常 NO YES 润滑油温正常 NO YES 静叶关闭 YES 启动待命 允许启动 允许电器合闸 NO 02 2 1911 25 36 停机状态显示 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 序号 信号名称及条件 信号状态 1 润滑油温正常 TIA141 20 2 启动联锁条件 静叶关闭 ZIA101 14 5 5 动力油压正常 PISA141 11 5MPa 6 存储器复位 STMEM 1 7 3 放空阀全开 ZIA102 98 4 润滑油压正常 PISA131 150KPa 8 9 允许电机合闸 自动操作试验开关复位 SWAUTO 0 逆流试验开关复位 SWSURGE 0 止回阀全关 ZSC105 1 12 启动待命 存储器复位 机组启动 13 静叶关闭 ZIA101 22 5 主气门电磁阀得电 静叶释放 汽拖风机无此操作 静叶角度示意 P P2 0 自动操作 逆流保护 喉部差压低 NO YES AND 电机运行 延迟T1秒 喘振报警 逆流保护系统 逆流是轴流压缩机最危险的工况 造成逆流的原因有两个方面 1 工艺系统事故使系统的压力骤升 造成气流向轴流压缩机倒流 2 喘振状态的进一步发展 轴流压缩机进入喘振工况 若不及时排除 由于工艺系统和管网的容量很大 就会产生持续逆流 由于出口压力高 压缩机气体不能畅通输出 则旋转机械能将其转化为热能使叶片膨胀 造成动叶与静叶的相碰而损坏轴流压缩机 因此 我们说防止逆流的根本措施是加强防喘振控制 阻止喘振状态的进一步升级 其二是防止出口气体的倒流 逆流保护是通过逻辑控制系统和防喘振系统的密切联系 来达到预期的目的的 逻辑系统根据喘振的强弱 持续时间的长短 进行综合判断处理 大致可以分为三个阶段 实施不同的措施 A 靠防喘振控制系统的调节来消除喘振工况 B 通过安全运行程序来消除逆流工况 C 在迫不得已的情况下实施自动联锁停机程序 机组安全运行 机组逆流 OR 停机联锁 OR 02 2 1911 25 36 停机状态显示 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 序号 信号名称 信号状态 1 主电机停机 2 手动停机 5 风机轴位移过大 6 7 3 润滑油压力过低 4 动力油压力过低 8 9 存储器置位 持续逆流 12 手动安全运行 紧急停机按钮 停机联锁条件 工艺联锁停机 逆流安全运行 手动安全运行 主汽门关闭 油系统 温度高 加热器切除 备用泵解除 主油泵运行 加热器投入 AND OR 备用泵启动 AND 油压正常 OR 液位正常 主油泵启动 NO YES YES NO 接触器断开 接触器闭合 接触器断开 接触器闭合 YES NO 空气压缩机防喘振控制 折线函数 轴流压缩机防喘振控制 喘振是风机的固有特性 喘振会对轴流压缩机造成比离心压缩机更严重的危害 为了防止压缩机进入喘振工况运行 在机组自控系统中 专门设置了轴流压缩机防喘振保护调节系统 轴流压缩机防喘控制系统由压缩机喉部差压 入口温度 入口压力及压缩机排气压力这四个因素组成 喉部差压在PLC内部经过温度 压力补偿运算和根据压缩机的性能曲线进行折线函数运算后 作为防喘振调节器的给定值SV 即防喘线 压缩机排气压力作为防喘振调节器的测量值PV 空气压缩机防喘振控制 压缩机正常运行时工况点位于防喘线以下 安全工作区域 防喘线与喘振线之间有一定的安全裕度 此时PV SV 防喘调节器输出调节信号 防喘阀全关 当管网阻力发生变化或其它原因而使压缩机工况点进入防喘线以上区域 此时PV SV 防喘振调节器输出调节信号防喘阀随之打开一定角度 使压缩机出口有一部分气体排入大气 压缩机排气压力下降 从而使工况点回到防喘线以下的安全区 一般情况下 小机组配一台防喘振阀 AV50以上 配两台通径大小不同或大小相同的防喘振阀 此时 采用的控制方式为分程调节 具体的开度 需要通过流量特性计算来获得 02 2 1911 25 36 启动画面 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 80 0 90 0 100 0 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 80 0 90 0 100 0 防喘振调节器 防喘振手操 设定值 MPa 输出值 出口压力 MPa 输出值 开 关 0 000 0 000 0 0 0 0 工况点距放空线 MPa 0 000 防喘振监视画面 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 80 0 90 0 100 0 最终输出 输出值 开 关 0 0 空压机定风压 定流量串级控制 PID SW MV PV SV SW 定P 定F开关 定P 定F开关 压力测量值 流量测量值 压力设定 流量设定 02 2 1911 25 36 启动画面 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 定风量设定 送风流量 0 0 静叶控制画面 定风量控制 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 14 00 24 00 34 00 44 00 54 00 64 00 74 00 79 00 输出值 送风压力 0 0 0 0 0 0 定压力控制 定风压设定 定压力 定风量 14 00 24 00 34 00 44 00 54 00 64 00 74 00 79 00 输出值 0 0 静叶手动 最终输出 KPA MPA MPA MPA NM3 min 手动 自动 02 2 1911 25 36 启动画面 动力油站 防喘振监视 报警画面 状态一览表 轴系监视 润滑油站 静叶调整画面 趋势画面 压缩机流程 序号 信号名称 信号状态 1 2 5 6 7 3 4 8 9 10 11 12 13 16 17 18 14 15 19 20 灯绿时状态 润滑油泵自动 润滑油泵运行 逆止阀全关 润滑油电加热器运行 润滑油电加热器自动 逆止阀全关 润滑油泵运行状态 润滑油泵自动 手动 润滑油电加热器运行状态 润滑油电加热器自动 手动 动力油泵1 泵运行状态 动力油泵1 泵运行 动力油泵1 泵自动 手动 动力油泵1 泵自动 动力油泵2 泵运行状态 动力油泵2 泵自动 手动 动力油泵2 泵运行 动力油泵2 泵自动 动力油电加热器运行状态 动力油电加热器自动 手动 动力油电加热器运行 动力油电加热器自动 油雾