空分压缩机的自动控制

中国有色冶盒□设备、电气与自动化空分压缩机的自动控制刘文光(云南冶炼厂气体分厂,云南昆明650102)[摘要]介紹了16000m}/h空分压缩机的控制要求起动及事故逻辑联锁、恒压控制、防喘振控制和自动恢复等的控制原理及操作实践。[关键词]空分压缩机;自动控制;恒压力控制;DCS监控[中图分类号]TH45;TP2(文献标识码]B[文章编号]1672-6103(2005-0050-061工艺概述采用恒压力控制,此恒压力控制器的压力输入值为1600mh空分装置的工艺流程为:原料空气增压机的出口气压力值,输人值与设定值进行比由吸人塔吸入,经空气过滤器除去灰尘及其它机械较,通过PD调节器得出输出值即入口导叶的开杂质,在空压机中压缩至压力0565MPa(绝压左度。增压机启动完成后主空压机的入口导叶基本由右,再经空气冷却塔清洗、冷却,进入分子筛纯化系恒压力控制器进行控制。统纯化后进行空气分离2.12保护控制云铜空压机系统选用德国 ATLAS公司的离心(1)防喘振保护。当操作不当或设备管道故障式空压机,该空压机组由主空压机和增压机组成,时,空压机会发生喘振损坏机组。因此防喘振控制SIMENS的8500kW同步电机驱动。主空压机将标的目的是使空压机工作点始终在限定的范围内,不况下81000mh的空气经三级压缩至压力为570进入喘振区。kPa绝压),增压机继续将标况下21500mh的中压防喘振调节器综合考虑了空气的压力压比、流量空气压缩至1030kPa(绝压)。空压机配备了必要的加上了空气人口温度和各级间温度的补偿,形成了现场仪表、传感器,现场不设机旁仪表盘由中控室个设定值随着上述各参数的变化而自动变化的集散系统(DCS)控制整个机组。流量调节。正常时放空阀(或回流阀)全关由于某种原因,工作点接近喘振控制线时放空阀(或回流阀)2控制内容与工作原理快速打开使流量增加,工作点离开控制线。故障消21控制内容除后工作点将离开控制线恢复到正常位置。主空根据空分工艺的要求,空压机最基本的工艺控压机防喘振控制的对象是放空阀,增压机防喘振控制是恒压力控制、保护控制和联锁逻辑控制、DCS制的对象是回流阀。监控(2)电机过载保护。为防止电机过载设置了电21.1恒压力控制机过载保护。当电机电流超过额定值时,电机过载保主空压机入口导叶(电机拖动转速不变时)采用护调节器开始与原出口压力调节器同时工作,调整恒压力控制,此恒压力控制器的压力输入值为主空主空压机入口导叶的开度,使电机不过载,因为增压压机的出口气压力值,输入值与设定值进行比较,机的负荷只占电机总负荷的小部分,所以电机过载通过PD调节器得出输出值即人口导叶的开度。主保护可只调节主空压机入口导叶。空压机启动完成后主空压机的入口导叶基本由恒(3)出口气压过高保护。对于恒压控制的空压压力控制器进行控制。增压机入口导叶根据流程也机,由于某些原因,人口导叶开度的调整还不能使出口气压稳定在设定值而继续升高并达到某一值时[作者简介]刘文光(1976),男,云南永胜人,2000年7月毕业于出口气压过高保护调节器起作用,与防喘振调节器2005年10月第5期空分压缩机的自动控制——刘文光51同时工作调整放空阀(回流阀)的开度使出口气压221主空压机的自动启动与自动恢复不再升高。增压机同样设置了出口气压过高保护控包括主压缩机的自动起动、主压缩机在卸载后制的自动恢复加载、增压机的自动起动和增压机在卸21.3联锁逻辑控制载后的自动恢复加载(1)起动联锁逻辑。只有在相关的工艺或机械主空压机入口导叶控制逻辑图见图1。条件全部满足后机组才能投人运转,因此设有起动Sl001为电机允许加载信号;M- GVRAMP为入条件逻辑的判断,通常还包括油压联锁逻辑(副油口导叶自动启动爬坡器;M- GVRRECONER为入口泵的自动起动条件),以及轴振动联锁在起动过程导叶自动恢复的爬坡器;Uz0so(3)为空分预冷中的解除逻辑,应用测振仪的报警倍增功能,让空系统故障信号;UZ010(3)为空分冷箱系统故障信压机在起动过程中对振动或位移既在安全监控范号;HSl05为空分故障确认后主压缩机自动再起动围内又能顺利地度过临界区,完成起动过程按钮;GOS1046为放空阀的全开信号;PC1101为入(2)停车连锁或卸载逻辑。当出现任何一个重口导叶压力调节器;IC2301为入口导叶电流调节要的工艺参数超限或机组故障时将进行紧急停车,器;HCl031为人口导叶手动调节器;SUB为减法器;事故停车后的再起动时,必须经人工确认。停车逻HCl031为单机试车和正常停车时操作工卸压卸载辑的结果是电机停机,放空阀(或回流阀)快速全打用,人工只能关小M-GV,不能开大。开,主空压机入口导叶全关增压机入口导叶在最小动作描述:位置。主空压机起动时,IC2301在自动位置,在空分预冷系统或分子筛系统故障时,联锁动PIC01在程序位置,用CL语言设置其输出等于作的结果是卸载,即放空阀(或回流阀)全开,主空M- GVRAMP的输出。压机和增压机入口导叶均在最小位置(注意:不是当SOS001=0N时,主空压机自动启动后,人口全关位置),电机不停机。导叶爬坡器M- IGVRAMP起动,其输出开始爬坡增2.14DCS监控加,在ls内,M- IGVRAMP由0增加到20,然后在由中控室DCS控制系统实现全自动起动。不设959内由20增加到100。机旁控制柜即在电控室按下同步电机起动按钮,电爬坡控制器MIGⅤ RECOVER,用于空分故障机由变频起动器起动,在规定的时间达到同步转后主空压机的自动恢复。在空分故障后,空压机联速,起动完毕后发出允许加载信号,空压机自动开锁,SV046失电,同时联锁自动将MIGⅤ RECOVER始加载。在吹扫或工艺需要时可以改变调节器的设进行 SHUTDOWN, SAFEOP=20,将导叶开度打到最定值,很容易的获得给定的压力或流量,并始终处于小位置20,防止放空电磁阀Sv1046失电后由于自动控制状态,防喘振控制回路不需作任何修改也PC01的自动调节作用而造成的电机过载。当空始终处于自动监控状态。分故障消除并经操作员在中控室按钮台用HS11052.2控制原理确认后, M IGVRECOVER的 SHUTDOWN标志位清空压机系统的控制分为四大块:主空压机入口除,但MGⅴ RECOVER输出仍为20。只有当操作导叶(M_IGV的控制,主空压机放空阀(V1046)的控员发出空压机自动恢复指令后,制,增压机入口导叶B_IGV)的控制,增压机回流阀 BOX. FL先复位再置位, M IGVRECOVER开始自1047)的控制。它们分别由不同的控制逻辑块组动动作,将导叶缓慢从20打开,其动作速度与成,下面的控制原理将分别说明它们的控制逻辑。 M IGVRAMP相同机组自动起动包括:主压缩机的自动起动、主压缩当SOS]00l=OFF时,空压机停车M- IGVRAMP机在卸载后的自动恢复(加载)、增压机的自动起动被 SHUTDOWN,其输出为0,人口导叶全关和增压机在卸载后的自动恢复(加载)任何时候,以上调节器的输出都一起经过低选在现场启动电机时,主空压机自动启动,增压器选出最小值最终送到入口导叶机保持轻载状态,即入口导叶和回流阀的控制均放2.22主空压机放空阀自动控制在手动状态。当工艺需要时,在流程图上用自动启主空压机放空阀控制逻辑图见图2。动按钮自动启动增压机46RAMP为放空阀(V1046)自动启动下坡52中国有色冶口设备、电气与自动化程序自动运行MIGⅤRAMP100s0s10(自动启动)30s脉冲器1004NoT SHUTDOWN.安全开度0-20-100程序自动运行MIGⅤ RECOVER! BOX. FL①)ANDSOS1001脉冲器安全开度=2020-100HS1105故障确认R SHUTDOWNUZ1101 SO3UZ101SO()ANDSET优先手动放空HC1048 SHUTDOWNos1046V1046RAMP SHUTDOWN100-C2301-图1主空压机入口导叶控制逻辑图程序自动运行V1046RAMPsos|0u(动启动)MXOminPULSESHUTDOWNNOT安全开度=1001000V1046RECOVERBOX FLU)(自动恢复)SOSIo程序自动运行SE『优先HS105故障确认SHUTDOWNUZI101. SO(3)安全开度=100Uz0s03)—ANDPICASIC44图2主空压机放空阀控制逻辑图器;V1046 RECONER为放空阀(V1046自动恢复下阀压力调节器;PLUS为加法器;HC046为放空阀手坡器;FC1044为防喘振调节器;PCAS1044为放空动调节器。2005年10月第5期空分压缩机的自动控制——刘文光动作描述:员在中控室按钮台用HS1105确认后,SV046才带主压缩机起动前,程序将HC46op设为0,电,v1046 RECOVER和HC1048的 SHUTDOWN标C44.为自动状态PC044p=FCO44为程序状志位清除,但Ⅴ046RAMP输出仍为100,HC1048态,用CL语言设置FC044p=V1046RAMP的输输出仍为0。只有当操作员发出空压机自动恢复指出当FCO44pw