联动压缩机组保护控制

摘要:主要介绍在国产压缩机组调试过程中做的一些重要的硬件辅逻辑和关于压缩机防喘振保护的部分逻辑。如针对压缩机轴瓦温度点断线而引起联锁跳车及汽轮机同轴带动压缩机组起动时过临界转速需做的报警倍增逻辑联锁等。

关键词:临界转速、报警倍增、防喘振

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.10.039

黑龙江省浩良河化肥厂18000Nm3/h项目的空分机组采用汽轮机作为动力源同轴带动压缩机组,一端是空压机,另一端通过变速箱连接增压机。由于该项目是国内首套全部采用国产设备的组合式压缩机组,并且与常规不同的是在机组起动时,空压机和增压机的入口导叶全开,这从节能的角度考虑是非常先进的,但是由于国内尚无此经验,整个压缩机组的试车完全处于摸索阶段。以下是在调试过程中做的一些细节上的保护逻辑。

1、压缩机温度点断线保护逻辑

在试车过程中,压缩机组的轴瓦温度测点几次突然断线,联锁动作,引起不必要的跳车。所以经考虑改变压缩机温度联锁逻辑,如图1所示,在温度点突然断线时,整体暂不停车。以一点TIAS1079为例。

现象:当TIAS1079断线时,温度短时间内突跳,超过联锁跳车值,然后一两秒内TIAS1079的显示值为坏值。

具体逻辑:当温度点TIAS1079瞬间上跳时,逻辑设触发跳车信号延时5秒,如果5秒后温度点显示为坏值,则认为是断线引起温度变化,不停车。如果5秒后温度点仍然高于跳车值,认为是真实值,送出信号联锁跳车。

图1 压缩机温度保护联锁

2、机组过临界转速时报警倍增联锁

为避开汽轮机带动机组在升速过程中过临界转速时振动突跳引起的不必要跳车,所以一般在过临界转速时需振动联锁报警倍增。正常过临界时振动转速只是瞬间过程,在厂家允许范围内不必联锁停车,对机组并无损害。因本机组是同轴运转,汽轮机、空压机和增压机的临界转速各不相同,故在汽轮机转速小于4500r/m,大于2000r/m时,报警两倍增。即DO输出报警倍增信号(MULTIPLY ALARM)为1。但需要注意,在此时间内,如果振动值超过两倍增的跳车值,机组仍然联锁停车。在报警倍增的过程中,测振仪的旁路(BYPASS)指示灯闪烁,表明处于升速过程中的两倍增内的联锁。具体逻辑如图2所示。

图2 报警倍增联锁

3、压缩机的防喘振保护回路控制

防喘振控制对整个压缩机组的稳定运行是非常重要的。图3和4所示是空压机防喘振阀控制曲线图和逻辑控制回路图。其主要是PID调节模块之间的参数传递过程。其中的FIC1066(F)为主调节器,根据PI1067.PV(P)和安全区10%(SafetyMargin)经FIC1066SP计算点来确定FIC1066的设定值;PIC1066为压力控制,用设计压力加作为其设定值;HC1066 为手动安全操作器,常设100%。

图3防喘振曲线

1)正常时,空压机放空阀开度选择SW1002.S2的调节开度控制防喘振阀开度。当在一定工作压力下空压机出口流量小于安全线该点压力下的流量时,即工作点到安全线左边,逻辑切换开关起作用,ASJUMP1的值为 FY1066的开度加上20%,此时AJUMP1的值控制空压机防喘振阀开度。当工作点回到安全线右边后,点击流程画面上的自动恢复按钮,CL程序ESC1002会自动调节,控制放空阀开度,加载到额设定压力。2)当工况突变,空压机出口流量小于喘振线该点压力下的流量时,即工作点到喘振线左边时,防喘振电磁阀FYV1066失电,放空阀全开。当工作点重新恢复到安全线右边后,点击流程画面上的自动恢复按钮,FYV1066才带电,同时CL程序ESC1002会自动调节控制防喘振阀开度,自动加载到设定压力,然后将PC1066和FIC1066分别投入 “AUTO”和”CAS”。

图4压缩机组防喘振逻辑控制回路

以上控制虽然只是压缩机系统控制逻辑的一部分,但是它们对整个机组的稳定运行有着不可忽视的作用,可以避免许多不必要的停车。压缩机组是整个空分装置的先锋,它的稳定是整个装置顺利投产的必要条件。