PDF《大型空压机组的集成自动化控制》

经纠正任何偏差后的数据通过三条 I/O 总线 被送到 DO 模件, 通过 方形表决电路 再次表决 后输出.

2008 年第

29 卷第

1 期氮肥技术49 氮肥技术2008 年第

29 卷 模拟量输入信号在 AI 模件中被分成隔离的 三路, 通过 A/D 转换器转换成

12 位数字量后送 往32 位协处理器, 每个主处理器采用选取中间 值的算法读取正确值, 经选择器后输出, 以确保 输出信号的准确. 控制系统可以识别控制系统元件的故障, 把 故障元件排除, 并允许在继续完成任务的同时, 对故障元件进行在线修复. ITCC 系统的编程软件采用 Tristation1131, 内 置具有专利的透平压缩机组控制模块, 该软件将 性能控制、 联锁逻辑功能、 防喘振控制、 调速、 常规PID 等众多功能集成于一体, 可满足汽轮机调 速、 ESD、 过程监控、 火气系统等各种工业应用. 改 变了以往多控制器 ( 透平调速控制器、 防喘振控 制器、 性能控制器、 负荷分配控制器等) 并行运行 的方式, 将所有的控制功能集成在一起, 控制相 互之间非常容易协调, 这样使透平机组的运行效 率提高、 连续运行时间周期加长、 节约企业的消 耗、 提高产品的产量、 减少维护费用, 全面增加企 业的经济效益.

3 空压机防喘振控制 ( 1) 喘振概念 喘振是离心压缩机所特有的现象, 当通过机 组的气体流量减少, 无法维持需要的压缩比时, 喘振就会发生.期间机组的压力和流量周期性大 幅度变化, 进一步恶化会产生倒流, 此时输入机 组的能量几乎完全转化为热能, 在极限情况下内 部温度可达上千度, 会使叶片因受热而变形、 熔化.喘振的发生引起过大的轴振动、 轴位移, 造成 轴承、 密封、 叶轮和转子的损坏.即使没有明显的 危险发生, 机组工作寿命和效率也已经降低, 据 曼透专家介绍, 每喘振一次, 机组的工作寿命就 会减少 200h. 图1为喘振工况示意图. 图1喘振工况示意图 如上图所示, 当通过机组的气体流量减少 时, 机组的工作点在特性曲线上由点

1 移动到点

2 并继续到达点 3, 点3表明压力达到了最大值, 同时也达到了稳定极限.由于气体的倒流, 使工 作点由点

3 突然变化到点 4, 此时的倒流流量约 为点

3 的10% . 流量方向的改变迫使排气压力下 降, 工作点移动到 5.此时工作点有突变到点 1. 就这样工作点在 1- 2- 3- 4-

5 之间周而复始地快 速变化. ( 2) ITCC 系统防喘振措施 TS3000 系统有一套完善的防喘振控制技术, 执行速度快, 能有效地应用复杂的控制算法防止 机组喘振, 并且不受气体分子量变化的影响. ITCC 根据空压机的喘振线和实际压缩比, 计算出 喘振流量值和喘振设定值, 与实际流量比较, 通 过控制防喘振阀以使机组远离喘振. 在ITCC 系统的喘振画面上, 共有喘振线、 喘 振控制线和盘旋控制线三条线 ( 见图 2) .喘振线 是机组固有的特性曲线;

喘振控制线是喘振线向 右平移后形成的曲线, 作为防喘振控制器的设定 值;

盘旋控制线在正常工作时处于工作点左方 5% 距离, 与工作点一起移动.当工作点快速越过 盘旋控制线时, 系统认为处于不正常工况而打开 回流阀.控制线与喘振线的距离越小, 放空阀打 开的机会就越少, 能量损失就越少, 但对控制系 统、 阀门的响应时间就要求越高.控制线与喘振 线的距离越大, 放空阀打开的机会就越大, 越能 保证机组的安全, 但能量损失也越大. 纯比例功能是机组防喘振的另一项保护功 能.当工作点以极快的速度越过喘振控制线时, 图2ITCC 系统控制喘振示意图