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离心式压缩机组紧急停车控制系统的优化

[日期:2012-02-15] 来源:《中氮肥》2012年第1期  作者:宋广新,侯双力,张艳梅 [字体: ]

(中化吉林长山化工有限公司,吉林 松原131109

 

[摘  要]分析了导致离心式压缩机组紧急停车的原因和原有紧急停车控制方案存在的不足。通过对原方案进行优化、改进,大大减少了联锁误动作的机会,非正常停车次数大大减少。

[关键词]离心式压缩机;紧急停车系统;控制方案的优化

[中图分类号]TQ 113.25+6[文献标识码]B[文章编号]1004-9932201201-0049-03

 

1 装置概况

我公司是年产180 kt合成氨、300 kt尿素的中型氮肥企业。在整个生产系统中,有2台起着核心作用的关键设备——由蒸汽透平驱动的离心式煤气压缩机和空气压缩机。2机组的自控系统均由沈阳鼓风机有限公司设计、配套。自控系统采用的是美国GE公司的90-70PLC系统。为了保护装置和生产的安全,把润滑油压、速关油压、轴瓦温度、轴振动和轴位移等检测信号纳入机组紧急停车保护系统(以下简称ESD),联锁逻辑由PLC实现。自投运以来,机组因油压过低、轴瓦温度过高、轴振动和轴位移过大等原因引发全生产系统停车每年都有数次,年经济损失达五六百万元。公司仪控专业技术人员跟踪机组停车前后表现出的现象,分析造成停车的原因,通过不断地优化机组紧急停车保护系统的控制方案,提高了压缩机组运行的安全、可靠性及系统稳定运行的周期,取得了显著的经济效益。下面以煤气压缩机组为例,分析机组频繁发生紧急停车的原因,找出原有控制方案存在的不足,并对优化后的控制方案进行简单介绍。

2 联锁停车原因分析

2.1 油压低联锁

油压过低主要是因主油泵出现故障时辅助油泵未能及时启动造成的。当油压过低达到联锁条件时即引发ESD动作。

速关油压、润滑油压检测开关为单一检测设备,该设备故障或检测信号受干扰满足联锁条件也会引发ESD动作。

2.2 轴瓦温度联锁

煤气压缩机组(包括汽轮机、压缩机的低压缸和高压缸)共分布有21个轴瓦温度检测点,其信号进入ESD。轴瓦温度检测采用的内置式Pt100热电阻体为一次测温元件,其引线从引线槽进出。当由于轴瓦的振动和油的冲刷,发生引线瞬间断掉或使残缺的引线接触不良情况,或因信号在传输过程中因虚接、断线和干扰等原因而使PLC接收到错误的信号并达到联锁设定值时,会引发ESD动作。

2.3 轴振动和轴位移联锁

机组设置了6对轴位移和6对轴振动检测点,采用的检测探头为本特利产的电涡流传感器,由前置器和转换表将4~20 mA电流信号送入PLC系统。对于轴振动而言,了解其安装位置有助于我们的分析。轴振动探头VISA11A VISA11B的安装如图1所示,两探头处于同一平面,该平面与轴垂直,VISA11A VISA11B90°角,VISA11B与水平面成45°角。轴振动探头检测的是轴与探头相对位置变化的峰值,其值大小反映机组振动程度。影响峰值的因素有:机组加减负荷瞬间,转子叶片局部结垢,检测探头和前置器等检测元件故障,信号受干扰,润滑油存在亲磁物质通过探头与轴面而使轴与探头相对位置变化,锁母等线路连接不牢固或绝缘不好。轴位移探头ZISA11A ZIAS11B的安装如图2所示。轴位移探头检测的是轴切面与探头相对水平位移。无论机组的轴切面与探头的远离或接近距离达到最大限值即联锁值,都会触发ESD动作。导致出现轴位移过大引发联锁的可能原因有:检测元件损坏或故障,机组加减负荷瞬间,润滑油存在亲磁物质通过探头与轴面而使轴与探头相对位置变化,信号受干扰,锁母等线路连接不牢固或绝缘不好。

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