軸流風機控制介紹維修中心教學文案

軸流風機控制介紹維修中心自動化儀表的發(fā)展

這三個產(chǎn)品中除西門子產(chǎn)品S7-400非冗余系統(tǒng)和冗余系統(tǒng)的運用數(shù)量比較接近外，其余的兩個產(chǎn)品則是以冗余系統(tǒng)運用為多。從性能價格比上來分析，S7-400、QUANTUM、90-70基本都為同一檔產(chǎn)品，均能為軸流壓縮機的安全、長期運行提供可靠的保證。近幾年來催化裂化機組控制越來越向集中控制化發(fā)展，一般采用三重冗余系統(tǒng)來集中控制主風機組、備機和增壓機組，甚至是整個裝置，三重冗余系統(tǒng)以其高可靠性、安全性等，已普遍被石化領域所青睞。例如：TRICONEX的TS3000系列。大型的DCS系統(tǒng)也有應用，例如:HONEYWELL公司的產(chǎn)品以及橫河的CS-1000系列。陜鼓自控的發(fā)展硬件集成系統(tǒng)組態(tài)現(xiàn)場服務成套設計自控系統(tǒng)的配置

由PLC（或DCS）系統(tǒng)完成軸流壓縮機組所有的參數(shù)采集、顯示、調(diào)節(jié)控制、趨勢記錄、邏輯順控、運行參數(shù)越限報警及聯(lián)鎖保護等。PLC（或DCS）系統(tǒng)的電源、CPU及控制總線多為冗余方式配置。當其中一個機架中的電源或CPU發(fā)產(chǎn)故障時系統(tǒng)立即自動切換到另一個機架，由另一個機架中的電源或CPU代替前面的故障電源或CPU工作。PLC（或DCS）系統(tǒng)通常配置有兩臺操作站（其中一臺也可做工程師站用），操作站CRT為21寸彩顯或為19寸液晶。兩臺操作站均可以完成機組的監(jiān)控。系統(tǒng)另外還設有打印機，用于報表打印或報警打印。自控系統(tǒng)的配置RedundantopticalringbusAS－417HAS－417HSinglecontrollerPSPSCPUCPUCPCPCPCPCPUCPUPSPSBusBusRedundancyreplacementdiagram:SIEMENSPLC/DCS儀表位號的簡介一般情況下，儀表位號有兩部分組成*上部為測點類型及功能，一般是以該功能的英文名稱的第一個字母來表示。T-溫度P-壓力I-顯示Pd-差壓A-報警S-聯(lián)鎖F-流量調(diào)節(jié)閥一般用BV表示*下部為測點的編號；一般有三位或四位一般四位的第一個數(shù)字為區(qū)域號，第二個數(shù)字為系統(tǒng)號，剩下為設備編號。機組配置形式☆第一種配置形式：電機拖動的兩機組，由電機+齒輪箱+風機構成。風機齒輪箱電機低壓端高壓端啟動電機☆第二種配置形式：汽輪機拖動的兩機組，由汽輪機+風機構成。風機汽機低壓端高壓端進汽端排汽端☆第三種配置形式：能量回收三機組，由能量回收機組+風機+電機+齒輪箱構成。低壓端進氣端高壓端排氣端電機齒輪箱風機

煙機或尾氣透平☆第四種配置形式：四合一機組，由尾氣透平+軸流壓縮機+離心壓縮機+汽輪機+齒輪箱構成。低壓端進氣端高壓端排氣端NOX壓縮機尾氣透平

空氣壓縮機齒輪箱汽輪機進汽端排汽端高壓端低壓端☆第五種配置形式：高爐煤氣循環(huán)發(fā)電裝置（CCPP），由主電機+啟動電機+齒輪箱+軸流壓縮機+離心壓縮機+燃氣輪機+發(fā)電機構成。低壓端高壓端

軸流壓縮機齒輪箱

離心壓縮機高壓端低壓端主電機啟動電機排氣端進氣端發(fā)電機燃氣輪機0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃002-2-1911:25:36軸流壓縮機監(jiān)視畫面進氣去工藝放空動力油PRTI1000.0℃TIA1010.0℃BIC1010.0KPaTI1020.0℃PIA1020.00MPaPDIA1030.0KPaZIA1010.0OPDIA1010.0PDI1040.0KPaPI1040.00FIC1010℃ZSC105ZIA1020.0%風機出口溫度風機出口壓力送風流量送風溫度送風壓力文氏管差壓靜葉角度過濾器差壓HIC1010.0%放空閥閥位風機進氣溫度防喘振調(diào)節(jié)器防喘振手操風機喉部差壓變速箱電機放空閥閉鎖KPa止回閥MPaZS105送風閥門開最終輸出0.0%啟動畫面停機狀態(tài)顯示動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面靜葉釋放自動操作BV101ZC101伺服控制器止回閥閉鎖TIA1510.0℃進汽溫度PDI1510.0KPa進汽差壓PIA1510.0MPa進汽壓力FI1510.0t/h進汽流量汽輪機PIA1520.0KPa排汽壓力TIA1510.0℃排汽溫度LS153HLS153L液位高液位低LIC1530.0mm冷凝器液位SIC1510.0MPa汽機轉速調(diào)節(jié)油允許自控運行狀態(tài)允許自控運行狀態(tài)1#冷凝液泵2#冷凝液泵啟動停止啟動停止變速箱主電機軸流壓縮機TIA1200.0變速箱℃電機2#瓦溫02-2-1911:25:36啟動畫面動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表停機狀態(tài)顯示潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程TIA107機組軸系監(jiān)測0.0TIA1050.0TIA1030.0TIA1150.0TIA1170.0TIA1190.0TIA1090.0℃℃℃℃℃℃℃1#支撐瓦溫2#支撐瓦溫變速箱3#瓦溫變速箱4#瓦溫1#推力瓦溫2#推力瓦溫電機1#瓦溫TIA1250.0TIA1210.0TIA1230.0TIA1130.0TIA1110.0YISA112B0.0YISA111B0.0YISA112A0.0ZISA1110.000YISA111A0.0℃℃℃um℃umum℃ummm變速箱1#瓦溫變速箱2#瓦溫風機軸位移風機進氣側軸振動風機排氣側軸振動電機A相定溫電機B相定溫電機C相定溫0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0TIA1550.0TIA1530.0TIA1540.0TIA1560.0℃℃℃℃汽機1#瓦溫汽機2#瓦溫1#推力瓦溫2#推力瓦溫YISA152B0.0YISA151B0.0YISA152A0.0ZISA1510.000YISA151A0.0umumumummm汽機軸位移汽機進氣側軸振動汽機排氣側軸振動汽輪機02-2-1911:25:36PSA141動力油站PDA142PDA141LSA141PSA144TSA141LPSA142PSA143TIA1410℃PISA1410.00MPa動力油回油動力油供油差壓高差壓高試驗油壓低油箱液位低油壓過低油壓過低油壓過低油箱溫度低動力油溫度動力油壓力啟動畫面停機狀態(tài)顯示防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程TSA141H油箱溫度高0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0允許自控運行狀態(tài)允許自控運行狀態(tài)1#動力油泵2#動力油泵啟動停止啟動停止允許自控運行狀態(tài)動力油加熱器啟動停止02-2-1911:25:36潤滑油站TIA1310PSA131PSA132PSA133PDA131TIA1330PSA134LSA131TSA132H冷卻水供潤滑油排油霧口系統(tǒng)回油PISA1310.00油壓過低油壓過低油壓過低油箱液位低油箱溫度高差壓高℃℃試驗油壓低MMPa潤滑油溫度潤滑油壓力冷油器出口溫度啟動畫面動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視停機狀態(tài)顯示靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程TSA132L油箱溫度低0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0允許自控運行狀態(tài)潤滑油加熱器啟動停止允許自控運行狀態(tài)允許自控運行狀態(tài)1#潤滑油泵2#潤滑油泵啟動停止啟動停止邏輯聯(lián)鎖功能a.風機啟動聯(lián)鎖程序b.風機靜葉釋放程序c.風機自動操作程序d.風機逆流保護程序e.風機安全運行程序f.風機停機聯(lián)鎖程序g.潤滑油泵聯(lián)鎖程序h.潤滑油加熱器聯(lián)鎖程序i.動力油泵聯(lián)鎖程序j.動力油加熱器聯(lián)鎖程序回路控制功能①風機防喘振控制系統(tǒng)②定風量/定風壓控制系統(tǒng)③機組主要參數(shù)監(jiān)視及報警系統(tǒng),包括:a.風機支撐軸承溫度的監(jiān)視及報警b.風機止推軸承溫度的監(jiān)視及報警c.增速箱支撐軸承溫度的監(jiān)視及報警d.電機支撐軸承溫度的監(jiān)視及報警e.電機定子溫度的監(jiān)視及報警f.風機喉部差壓的監(jiān)視和報警g.風機出口壓力和溫度的監(jiān)視h.風機防喘振閥位的監(jiān)視i.風機靜葉角度和送風流量的監(jiān)視j.潤滑油壓力和溫度的監(jiān)視和報警k.動力油壓力和溫度的監(jiān)視和報警l.風機軸振動、軸位移的監(jiān)視和報警系統(tǒng)主要功能k.冷凝液泵聯(lián)鎖程序m.汽機新汽壓力、溫度、流量的監(jiān)視和報警n.汽機排汽壓力、溫度的監(jiān)視和報警o.汽機支撐軸承溫度的監(jiān)視及報警p.汽機軸振動、軸位移的監(jiān)視和報警q.汽機調(diào)節(jié)油壓力的監(jiān)視及報警r.汽機冷凝器液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)s.汽機轉速調(diào)節(jié)系統(tǒng)AND存儲器復位試驗開關復位NOYES風機止回閥關閉NOYES風機放空閥全開NOYES潤滑油壓正常NOYESANDNOYES復位機組啟動啟動聯(lián)鎖動力油壓正常NOYES潤滑油溫正常NOYES靜葉關閉YES啟動待命允許啟動（允許電器合閘）NO調(diào)節(jié)油壓正常YESNO主汽門關閉YESNO啟動待命汽機主汽門電磁閥得電02-2-1911:25:36停機狀態(tài)顯示動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0序號信號名稱及條件信號狀態(tài)1潤滑油溫正常(TIA141≥20

℃)2啟動聯(lián)鎖條件靜葉關閉(ZIA101≤14.5°)5動力油壓正常(PISA141≥11.5MPa)6存儲器復位(STMEM=1)73放空閥全開(ZIA102≥98%)4潤滑油壓正常(PISA131≥150KPa)89允許電機合閘自動操作試驗開關復位(SWAUTO=0)逆流試驗開關復位(SWSURGE=0)止回閥全關(ZSC105=1)12啟動待命存儲器復位機組啟動13靜葉關閉(ZIA101≤22.5°)10主汽門關閉(ZSC106=1)11調(diào)節(jié)油壓正常(PISA132≥0.8MPa)主氣門電磁閥得電靜葉釋放釋放時間到T秒NOYES靜葉角度≥22°YES自動操作程序靜葉釋放定F/P調(diào)節(jié)器置靜葉到22°電機運行AND靜葉釋放存儲器復位NOYES復位靜葉故障報警靜葉回到啟動角NO汽拖風機無此操作靜葉角度示意△PP2防喘振線0喘振線角度線*工作區(qū)域關閉角14°最小工作角22°最大工作角79°汽拖電拖自動操作電機運行AND自動操作存儲器復位NOYES復位來自安全運行風機止回閥閉鎖解除風機放空閥閉鎖解除風機靜葉閉鎖解除風機加載啟動結束轉速正常逆流保護喉部差壓低NOYESAND電機運行延遲T1秒喘振報警T3秒自動復位逆流安全運行逆流報警持續(xù)T2秒YESAND持續(xù)逆流停機持續(xù)T4秒ANDYESNO轉速正常逆流保護系統(tǒng)

逆流是軸流壓縮機最危險的工況。造成逆流的原因有兩個方面：（1）工藝系統(tǒng)事故使系統(tǒng)的壓力驟升，造成氣流向軸流壓縮機倒流。（2）喘振狀態(tài)的進一步發(fā)展。軸流壓縮機進入喘振工況，若不及時排除，由于工藝系統(tǒng)和管網(wǎng)的容量很大，就會產(chǎn)生持續(xù)逆流。由于出口壓力高，壓縮機氣體不能暢通輸出，則旋轉機械能將其轉化為熱能使葉片膨脹，造成動葉與靜葉的相碰而損壞軸流壓縮機。因此，我們說防止逆流的根本措施是加強防喘振控制，阻止喘振狀態(tài)的進一步升級，其二是防止出口氣體的倒流。逆流保護是通過邏輯控制系統(tǒng)和防喘振系統(tǒng)的密切聯(lián)系，來達到預期的目的的。邏輯系統(tǒng)根據(jù)喘振的強弱、持續(xù)時間的長短，進行綜合判斷處理，大致可以分為三個階段，實施不同的措施。A、靠防喘振控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來消除喘振工況。B、通過安全運行程序來消除逆流工況。C、在迫不得已的情況下實施自動聯(lián)鎖停機程序。機組安全運行手動安全運行機組逆流OR存儲器置位流量操作閉鎖靜葉回到最小工作角重新自動操作風機止回閥閉鎖風機放空閥閉鎖OR止回閥關閉放空閥全開停機聯(lián)鎖OR動力油壓過低潤滑油壓過低手動停機工藝聯(lián)鎖停機持續(xù)逆流停機風機軸位移過高停機報警存儲器置位風機止回閥閉鎖風機放空閥閉鎖流量操作閉鎖靜葉回到啟動角止回閥關閉放空閥全開停機聯(lián)鎖至電氣主電機停機主汽門關閉汽機軸位移過高主汽門關閉汽機轉速過高02-2-1911:25:36停機狀態(tài)顯示動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0序號信號名稱信號狀態(tài)1主電機停機2手動停機5風機軸位移過大673潤滑油壓力過低4動力油壓力過低89存儲器置位持續(xù)逆流12手動安全運行緊急停機按鈕停機聯(lián)鎖條件工藝聯(lián)鎖停機逆流安全運行手動安全運行汽機軸位移過大10主汽門關閉汽機轉速過高11油系統(tǒng)溫度高加熱器切除備用泵解除主油泵運行加熱器投入加熱按鈕ANDOR備用泵啟動AND油壓正常OR液位正常加熱器停止主油泵啟動備泵停止NOYESYESNO接觸器斷開接觸器閉合接觸器斷開接觸器閉合YESNO備泵啟動控制輸出PID出口壓力PV喉部差壓入口溫度溫度補償折線函數(shù)SV-快開慢關輸出切換緊急停機0.0%安全運行空氣壓縮機防喘振控制t1t2關開折線函數(shù)軸流壓縮機防喘振控制喘振是風機的固有特性，喘振會對軸流壓縮機造成比離心壓縮機更嚴重的危害。為了防止壓縮機進入喘振工況運行。在機組自控系統(tǒng)中，專門設置了軸流壓縮機防喘振保護調(diào)節(jié)系統(tǒng)。軸流壓縮機防喘控制系統(tǒng)由壓縮機喉部差壓，入口溫度、入口壓力及壓縮機排氣壓力這四個因素組成。喉部差壓在PLC內(nèi)部經(jīng)過溫度、壓力補償運算和根據(jù)壓縮機的性能曲線進行折線函數(shù)運算后，作為防喘振調(diào)節(jié)器的給定值SV（即防喘線）。壓縮機排氣壓力作為防喘振調(diào)節(jié)器的測量值PV。

空氣壓縮機防喘振控制壓縮機正常運行時工況點位于防喘線以下（安全工作區(qū)域），防喘線與喘振線之間有一定的安全裕度，此時PV〈SV，防喘調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)信號，防喘閥全關。當管網(wǎng)阻力發(fā)生變化或其它原因而使壓縮機工況點進入防喘線以上區(qū)域，此時PV〉SV,防喘振調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)信號防喘閥隨之打開一定角度，使壓縮機出口有一部分氣體排入大氣，壓縮機排氣壓力下降，從而使工況點回到防喘線以下的安全區(qū)。一般情況下，小機組配一臺防喘振閥，AV50以上，配兩臺通徑大小不同或大小相同的防喘振閥，此時，采用的控制方式為分程調(diào)節(jié)，具體的開度，需要通過流量特性計算來獲得。

02-2-1911:25:36啟動畫面動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0+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防喘振調(diào)節(jié)器防喘振手操設定值MPa輸出值%出口壓力MPa輸出值%開關0.0000.0000.00.0工況點距放空線：MPa0.000防喘振監(jiān)視畫面+0.0+10.0+20.0+30.0+40.0+50.0+60.0+70.0+80.0+90.0+100.0最終輸出輸出值%開關0.0空壓機定風壓／定流量串級控制PIDSWMVPVSVSW定P／定F開關定P／定F開關壓力測量值流量測量值壓力設定流量設定靜葉角度電液伺服閥伺服控制器邏輯控制指令靜葉限位02-2-1911:25:36啟動畫面動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0+0+200+400+600+800+1000+1200+1400+1600+1800+2000+0+200+400+600+800+1000+1200+1400+1600+1800+2000定風量設定送風流量00靜葉控制畫面定風量控制+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輸出值送風壓力0.00.00.0%定壓力控制定風壓設定定壓力定風量+14.00+24.00+34.00+44.00+54.00+64.00+74.00+79.00輸出值0.0%靜葉手動最終輸出KPAMPAMPAMPANM3/min手動自動02-2-1911:25:36啟動畫面動力油站防喘振監(jiān)視報警畫面狀態(tài)一覽表軸系監(jiān)視潤滑油站靜葉調(diào)整畫面趨勢畫面壓縮機流程0.0KPa0.00.0%0.0000.00MPa0.0NM3/min0.0KA0.0風機排氣壓力風機喉部差壓潤滑油壓力動力油壓力靜葉角度防喘閥閥位送風流量主電機電流潤滑油溫度MPaKPa℃0序號信號名稱信號狀態(tài)1256734891011121316171814151920燈綠時狀態(tài)潤滑油泵自動潤滑油泵運行逆止閥全關潤滑油電加熱器運行潤滑油電加熱器自動逆止閥全關潤滑油泵運行狀態(tài)潤滑油泵自動\手動潤滑油電加熱器運行狀態(tài)潤滑油電加熱器自動\手動動力油泵1#泵運行狀態(tài)動力油泵1#泵運行動力油泵1#泵自動\手動動力油泵1#泵自動動力油泵2#泵運行狀態(tài)動力油泵2#泵自動\手動動力油泵2#泵運行動力油泵2#泵自動動力油電加熱器運行狀態(tài)動力油電加熱器自動\手動動力油電加熱器運行動力油電加熱器自動油霧風機自動\手動油霧風機運行狀態(tài)油霧風機自動油霧風機運行主電機電加熱器自動\手動主電機電加熱器自動主電機電加熱器運行狀態(tài)主電機電加熱器運行過濾器通風電機自動\手動