轴流风机控制介绍维修中心

1、轴流风机控制介绍维修中心自动化仪表的发展 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：lS7-400及其冗余系统以及PCS7;l Quantum及其冗余系统;l GE90-70、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

2、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。 陕鼓自控的发展硬硬件件集集成成系系统统组组态态现现场场服服务务成成套套设设计计自控系统的配置 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

3、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Redundant optical ringbusAS417HAS417HSingle controllerPSPSCPUCPUCPCPCPCPCPUCPUPSPSBusBusRedundancy replacement diagram:仪表位

4、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。机组配置形式机组配置形式第一种配置形式：电机拖动的两机组，由电机第一种配置形式：电机拖动的两机组，由电机+ +齿轮箱齿轮箱+ +风机构成。风机构成。风机风机齿轮箱齿轮箱电机电机低压端低压端高压端高压端启动电机启动电机第二种配置形式：汽轮机拖动的两机组，由汽轮机第二种配置形式：汽轮机拖动的两机组

5、，由汽轮机+ +风机构成。风机构成。风机风机汽机汽机低压端低压端高压端高压端进汽端进汽端排汽端排汽端第三种配置形式：能量回收三机组，由能量回收机组第三种配置形式：能量回收三机组，由能量回收机组+ +风机风机+ +电机电机+ +齿轮箱构成。齿轮箱构成。低压端低压端进气端进气端高压端高压端排气端排气端电机电机齿轮箱齿轮箱风机风机 烟机或烟机或尾气透平尾气透平第四种配置形式：四合一机组，由尾气透平第四种配置形式：四合一机组，由尾气透平+ +轴流压缩机轴流压缩机+ +离心压离心压缩机缩机+ +汽轮机汽轮机+ +齿轮箱构成。齿轮箱构成。低压端低压端进气端进气端高压端高压端排气端排气端 NO NOX X压

6、缩机压缩机尾气透平尾气透平 空气空气压缩机压缩机齿轮箱齿轮箱汽轮机汽轮机进汽端进汽端排汽端排汽端高压端高压端低压端低压端第五种配置形式：高炉煤气循环发电装置（第五种配置形式：高炉煤气循环发电装置（CCPPCCPP），由主电机），由主电机+ +启动电机启动电机+ +齿轮箱齿轮箱+ +轴流压缩机轴流压缩机+ +离心压缩机离心压缩机+ +燃气轮机燃气轮机+ +发电机构发电机构成。成。低压端低压端高压端高压端 轴流轴流压缩机压缩机齿轮箱齿轮箱 离心离心压缩机压缩机高压端高压端低压端低压端主电机主电机启动电机启动电机排气端排气端进气端进气端发电机发电机燃气燃气轮机轮机0.0KPa0.00.0%0.000

7、0.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa002-2-19 11:25:36Text轴流压缩机监视画面轴流压缩机监视画面进气去工艺放空动力油PRTI100TIA101BIC101KPaTI102PIA102MPaPDIA103KPaZIA101O OPDIA101PDI104KPaPI104FIC1010 0ZSC105ZIA102%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%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变

8、 速速 箱箱电电 机机放空阀闭锁KPa止回阀MPaZS105送风阀门开最终输出%静叶释放静叶释放自动操作自动操作BV101ZC101伺服控制器止回阀闭锁TIA1510.0进汽温度PDI1510.0KPa进汽差压PIA1510.0MPa进汽压力FI1510.0t/h进汽流量汽轮机汽轮机PIA1520.0KPa排汽压力TIA1510.0排汽温度LS153HLS153L液位高液位低LIC1530.0mm冷凝器液位SIC1510.0MPa汽机转速调节油调节油允许自控运行状态允许自控运行状态1#冷凝液泵2#冷凝液泵启动停止启动停止变速箱变速箱主电机主电机轴流压缩机轴流压缩机TIA120变变 速速 箱箱电

9、机2#瓦温02-2-19 11:25:36TextTIA107机组轴系监测机组轴系监测TIA105TIA103TIA115TIA117TIA119TIA1091#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TIA125TIA121TIA123TIA113TIA111YISA112BYISA111BYISA112AZISA111YISA111Aumumumummm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0.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.

10、0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0TIA1550.0TIA1530.0TIA1540.0TIA1560.0汽机1#瓦温汽机2#瓦温1#推力瓦温2#推力瓦温YISA152B0.0YISA151B0.0YISA152A0.0ZISA1510.000YISA151A0.0umumumummm汽机轴位移汽机进气侧轴振动汽机排气侧轴振动汽轮机汽轮机02-2-19 11:25:36TextPSA141动动 力力 油油 站站PDA142PDA141LSA141PSA144TSA141LPSA142PSA143TIA1410PISA141

11、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TSA141H油箱温度高0.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0允许自控运行状态允许自控运行状态1#动力油泵2#动力油泵启动停止启动停止允许自控运行状态动力油加热器启动停止02-2-19 11:25:36Text润润 滑滑 油油 站站TIA1310 0PSA131PSA132PSA133PDA131TIA1330 0PSA134L

12、SA131TSA132H冷却水供润滑油排油雾口系统回油PISA131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MMPa润滑油温度润滑油压力冷油器出口温度TSA132L油箱温度低0.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0允许自控运行状态润滑油加热器启动停止允许自控运行状态允许自控运行状态1#润滑油泵2#润滑油泵启动停止启动停止逻辑联锁功能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

13、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系统主要功能k.冷

14、凝液泵联锁程序m.汽机新汽压力、温度、流量的监视和报警n.汽机排汽压力、温度的监视和报警o.汽机支撑轴承温度的监视及报警p.汽机轴振动、轴位移的监视和报警q.汽机调节油压力的监视及报警r.汽机冷凝器液位调节系统s.汽机转速调节系统AND存储器存储器复位复位试验开试验开关复位关复位NOYES风机止回风机止回阀关闭阀关闭NOYES风机放空风机放空阀全开阀全开NOYES润滑油润滑油压正常压正常NOYESANDNOYES复位复位机组启动机组启动启动联锁启动联锁动力油动力油压正常压正常NOYES润滑油润滑油温正常温正常NOYES静叶关闭静叶关闭YES启动待命启动待命允许启动（允许电器合闸）允许启动（允许

15、电器合闸）NO调节油调节油压正常压正常YESNO主汽门主汽门关闭关闭YESNO02-2-19 11:25:36Text0.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0序号序号信号名称及条件信号名称及条件信号状态信号状态1润滑油温正常润滑油温正常(TIA14120 )2启动联锁条件启动联锁条件静叶关闭静叶关闭(ZIA10114.5)5动力油压正常动力油压正常(PISA14111.5MPa)6存储器复位存储器复位(STMEM=1)73放空阀全开放空阀全开

16、(ZIA10298%)4润滑油压正常润滑油压正常(PISA131150KPa)89允许电机合闸允许电机合闸自动操作试验开关复位自动操作试验开关复位(SWAUTO=0)逆流试验逆流试验开关复位开关复位(SWSURGE=0)止回阀全关止回阀全关(ZSC105=1)12启动待命启动待命存储器复位存储器复位机组启动机组启动13静叶关闭静叶关闭(ZIA10122.5)10主汽门关闭主汽门关闭(ZSC106=1)11调节油压正常调节油压正常(PISA1320.8MPa)主气门电磁阀得电主气门电磁阀得电静叶释放静叶释放释放时间释放时间到到T秒秒NOYES静叶角度静叶角度22YES自动操作程序自动操作程序静叶

17、释放静叶释放定定F/P调节器调节器置静叶到置静叶到22 电机运行电机运行AND静叶释放静叶释放存储器存储器复位复位NOYES复位复位静叶故障报警静叶故障报警静叶回到静叶回到启动角启动角NO汽拖风机无此操作汽拖风机无此操作静叶角度示意静叶角度示意PP2防喘振线防喘振线0喘振线喘振线角度线角度线*工作区域工作区域关闭角关闭角14最小工作角最小工作角22最大工作角最大工作角79汽拖汽拖电拖电拖自动操作自动操作电机运行电机运行AND自动操作自动操作存储器存储器复位复位NOYES复位复位来自安全运行来自安全运行风机止回阀风机止回阀闭锁解除闭锁解除风机放空阀风机放空阀闭锁解除闭锁解除风机静叶风机静叶闭锁解

18、除闭锁解除风机加载风机加载启动结束启动结束逆流保护逆流保护喉部差压低喉部差压低NOYESAND电机运行电机运行延迟延迟T1T1秒秒喘振报警喘振报警T3T3秒秒自动复位自动复位逆流安全运行逆流安全运行逆流报警逆流报警持续持续T2秒秒YESAND持续逆流停机持续逆流停机持续持续T4秒秒ANDYESNO逆流保护系统逆流保护系统 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：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 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）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。流。 （2 2）喘振状态的进一步发展。轴流

19、压缩机进入喘振工况，若不及）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。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。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。振状态的进一步升级

20、，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。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 A 、靠防喘振控制系统的调节来消除喘振工况。、靠防喘振控制系统的调节来消除喘振工况。 B B 、通过安全运行程序来消除逆流工况。、通过安全运行程序来消除逆流工况。 C C 、在迫不得已的情况下实施自动联锁停机程序、在迫不得已的情况下

21、实施自动联锁停机程序。机组安全运行机组安全运行手动安全运行手动安全运行机组逆流机组逆流OR存储器置位存储器置位流量操作闭锁流量操作闭锁静叶回到最小工作角静叶回到最小工作角重新自动操作重新自动操作风机止回阀闭锁风机止回阀闭锁风机放空阀闭锁风机放空阀闭锁OR止回阀关闭止回阀关闭放空阀全开放空阀全开停机联锁停机联锁OR动力油压过低动力油压过低润滑油压过低润滑油压过低手动停机手动停机工艺联锁停机工艺联锁停机持续逆流停机持续逆流停机风机轴位移过高风机轴位移过高停机报警停机报警存储器置位存储器置位风机止回阀闭锁风机止回阀闭锁风机放空阀闭锁风机放空阀闭锁流量操作闭锁流量操作闭锁静叶回到启动角静叶回到启动角止

22、回阀关闭止回阀关闭放空阀全开放空阀全开停机联锁至电气停机联锁至电气主电机停机主电机停机主汽门关闭主汽门关闭汽机轴位移过高汽机轴位移过高主汽门关闭主汽门关闭汽机转速过高汽机转速过高02-2-19 11:25:36Text0.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0序号序号信号名称信号名称信号状态信号状态1主电机停机2 2手动停机5风机轴位移过大673润滑油压力过低4动力油压力过低89存储器置位持续逆流12手动安全运行手动安全运行紧急停机按钮紧急停机

23、按钮停机联锁条件停机联锁条件工艺联锁停机逆流安全运行手动安全运行汽机轴位移过大10主汽门关闭汽机转速过高11油系统油系统温度高温度高加热器切除加热器切除备用泵解除备用泵解除主油泵运行主油泵运行加热器投入加热器投入加热按钮加热按钮ANDOR备用泵启动备用泵启动AND油压正常油压正常OR液位正常液位正常加热器停止加热器停止主油泵启动主油泵启动备泵停止备泵停止NOYESYESNO接触器断开接触器断开接触器闭合接触器闭合接触器断开接触器断开接触器闭合接触器闭合YESNO备泵启动备泵启动控制输出控制输出PID出口压力出口压力PV喉部差压喉部差压入口温度入口温度温度补偿温度补偿折线函数折线函数SV-快开慢

24、关快开慢关输出切换输出切换紧急停机紧急停机0.0%安全运行安全运行空气压缩机防喘振控制空气压缩机防喘振控制t1t2关开折线函数折线函数轴流压缩机防喘振控制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

25、压缩机防喘振控制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PVSV，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PVSV,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。 02-2-19 11:25:36Text0

26、.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0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%开关工况点距放空线：MPa防喘振监视画面防喘振监视画面最终输出输出值%开关空压机定风压定流量串级控制空压机定风压定流量串级控制PIDSWMVPVSVSW定定P定定F开关开关定定P定定F开关开关压力测量值压力测量值流量测量值流量测量值压力设定压力设定流量设定流量设定静叶角度静叶角度电液伺服阀电液伺服阀伺服控制器伺服控制器逻辑控制指令逻辑控制指令静叶限位静叶限位02-2-19 11:25:36Text0.0KPa0.00.0%0.0000.00 MPa0.0 NM3/min0.0KA0.0风机排气压力风机喉部差压润滑油压力动力油压力静叶角度防喘阀阀位送风流量主电机电流润滑油温度MPaKPa0 +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00静叶控制画面静叶控制画面定