张博，刘琴
（苏州杭氧气体有限公司，江苏 张家港215600）
［摘 要］ 简介某化工厂48 000 m3/h空分装置一拖二汽轮机（汽轮机同时拖动空气压缩机和空气增压机）的构成、设备参数等，详细介绍其自动控制系统——防喘振控制系统、启动控制系统、终端叶片保护系统及自动喷淋装置控制系统的配置情况、运行模式等。运行实践表明，本套汽轮机自动控制系统运行稳定性强、可靠性高，保障了汽轮机及空分装置的安全、稳定运行。
［关键词］ 空分装置；汽轮机；自动控制系统；防喘振控制系统；启动控制系统；终端叶片保护系统；自动喷淋装置控制系统
［中图分类号］ TK267［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2020）01-0066-03
0 引 言
对于空分装置来说，空气压缩机的能耗占空分装置总能耗的85%，随着空分装置自动化控制系统的发展和经济节能性的要求，为降低生产成本，蒸汽汽轮机驱动替代电机驱动已成为大型空分装置的首选。某化工厂48 000 m3/h 空分装置由杭州杭氧空分集团有限责任公司设计、配套，属于典型的第六代空分工艺流程，采用一拖二汽轮机，即汽轮机同时拖动空气压缩机和空气增压机；汽轮机自2017年投运以来，各项运行参数均在指标范围之内，这得益于其配套的较完善的自动控制系统。以下对48 000 m3/h 空分装置汽轮机组及其自动控制系统作一介绍。
1 汽轮机概况
本空分装置利用4.6 MPa（A）、460 ℃过热蒸汽驱动汽轮机，将热能转换成动能（轴功率），以拖动空气压缩机和空气增压机做功。整套机组主要设备有汽轮机、空气增压机、空气压缩机、高位油箱、空气增压机冷却器、联轴器、油箱、凝汽器、空气压缩机叶轮冲洗装置等。
1.1汽轮机之主要组成部分
（1）冷凝系统：汽轮机排出的蒸汽经主凝汽器（采用循环水冷却）降温后析出冷凝液，冷凝液经2#冷凝液泵（一开一备）送至后系统回收。
（2）抽真空系统：采用1.5 MPa（A）、198 ℃饱和蒸汽抽真空系统，保证凝汽器的真空度，确保汽轮机的做功效率；抽真空系统由2台一级抽气器、2台二级抽气器、1台启动抽气器及抽气器换热器组成。开车初期，先用启动抽气器抽真空，待凝汽器真空度降至30 kPa（A）并稳定时，逐渐启动一级抽气器、二级抽气器，使凝汽器真空度维持在8.5～12 kPa（A），稳定后停运启动抽气器。
（3）轴封气系统：其作用是避免空气/冷气进入汽轮机（冷气进入可能会导致材料热应力及损坏汽轮机，空气进入会降低水蒸气循环的质量）以及蒸汽溢出汽轮机，由1台轴封气抽气器、轴封气换热器组成，主要起到节能、回收蒸汽的作用。如果在抽真空阶段密封蒸汽停止供应，则必须停止抽真空并快速破真空。
（4）油系统：主要由2台润滑油泵、2台控制油泵、1台冷却油泵、2台排烟风机、1台高位油箱、1台顶轴油泵和1台盘车泵组成。其中，顶轴油泵主要是在汽轮机启动前和停止后使用，通过高油压将汽轮机轴抬起，以克服启动力矩并降低磨损。
1.2 汽轮机设备参数及运行参数
型号DK080/230R；转速5 428 r/min，快关转速6 150 r/min，临界转速区795～971 r/min、1 329～1 624 r/min、2 094～4 645 r/min；蒸汽压力4.68 MPa、蒸汽温度460 ℃，排汽压力0.010 9 MPa；润滑油压力0.25 MPa，调节油压力1.46 MPa。
2 自动控制系统
本套汽轮机自动控制系统参数较多，有模拟量IO输入190点、模拟量DO输出207点，数字量输入192点、数字量输出173点。自动控制、调节系统较完善，包括视频显示、防喘振控制、启动控制、喘振计数器、逆流保护、终端叶片保护、辅助油泵、油雾风机、冷却油泵及顶轴油泵的自动接通、机组启动、停车联锁、超速保护、自动喷淋装置等集中控制、操作，全方位、多方面地保证汽轮机的安全、稳定运行。主要控制系统说明如下。
2.1 防喘振控制系统
2.1.1 工作机制
在汽轮机驱动空气压缩机运行的过程中，如操作不当或设备故障，就可能引起压缩机喘振，导致压缩机出口压力、流量大幅波动，严重时损坏设备。防喘振控制系统的作用就是，当操作点接近喘振控制线时，喘振控制器会自动调节防喘振阀或打开放空阀，避免喘振现象发生；情况严重时，可控制卸载或停压缩机、汽轮机，以保护设备安全。
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