空壓機(jī)控制原理改進(jìn)論文

楊 程

浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江寧波 315722

0 引言

空壓機(jī)是電廠重要輔機(jī)，本公司配備四臺(tái)英格索蘭螺桿式空氣壓縮機(jī)。型號(hào)為M250WC DOL額定出力：43.9m3/min，750KPa（7.5bar）；配備6kV，起動(dòng)最大電流210A，滿(mǎn)負(fù)荷最大電流30A驅(qū)動(dòng)電機(jī)。原空壓機(jī)控制由本機(jī)整裝的控制方式來(lái)執(zhí)行，缺少運(yùn)行人員對(duì)空壓機(jī)控制的監(jiān)視和操作，因此在CRT畫(huà)面增加失電報(bào)警信號(hào)和6KV開(kāi)關(guān)狀態(tài)的監(jiān)視，并在DCS邏輯中增加失電連鎖分閘6KV開(kāi)關(guān)的邏輯，實(shí)現(xiàn)雙指令雙反饋的控制回路，大大加強(qiáng)對(duì)空壓機(jī)的控制。

1 空壓機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司使用的英格索蘭螺桿式空氣壓縮機(jī)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)、主機(jī)、油氣分離系統(tǒng)、潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)。

第一，其進(jìn)氣系統(tǒng)由空濾器和蝶閥組成，主要控件是進(jìn)氣蝶閥，它是空壓機(jī)進(jìn)氣量調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)，當(dāng)壓縮機(jī)初啟動(dòng)時(shí)，其關(guān)閉減小啟動(dòng)負(fù)載（但不是全關(guān)，防止抽真空喘振），當(dāng)壓縮機(jī)加載時(shí)全部打開(kāi)；

第二，壓縮機(jī)排出主要壓縮后的油氣混合物通過(guò)一個(gè)逆止閥排出到油氣分離系統(tǒng)。逆止閥起到防止壓縮空氣回流，導(dǎo)致主機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)；

第三，油氣分離系統(tǒng)，其將經(jīng)壓縮后的油氣混合氣體分離，空氣供給機(jī)組使用，潤(rùn)滑油則回收。在筒體的頂部有個(gè)最小壓力閥，其作用是保持筒體有一定的壓力（稍大于大氣壓）維持油循環(huán)，同時(shí)也是一個(gè)逆止閥，防止管網(wǎng)壓縮空氣倒灌。

第四，潤(rùn)滑油循環(huán)系統(tǒng)，該油肩負(fù)著潤(rùn)滑、冷卻和密封三重任務(wù)。如下圖所示，該系統(tǒng)由溫控閥、壓力旁通閥、油冷卻器、油過(guò)濾器和斷油電磁閥組成。

2 空壓機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 空壓機(jī)電氣回路簡(jiǎn)介

浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司的壓縮機(jī)由6KV電機(jī)驅(qū)動(dòng)，與廠用6KVAB段上的負(fù)荷開(kāi)關(guān)直接連接。開(kāi)關(guān)處的保護(hù)裝置采用直流電源供電，具有常規(guī)的接地、過(guò)流等保護(hù)，是一個(gè)典型的6kV開(kāi)關(guān)的配置?？諌簷C(jī)在DCS系統(tǒng)內(nèi)部邏輯非常簡(jiǎn)單，DCS系統(tǒng)與空壓機(jī)的交換信號(hào)只有空壓機(jī)指令和反饋信號(hào)，6kV開(kāi)關(guān)柜與空壓機(jī)的交換信號(hào)有指令和運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。

2.2 空壓機(jī)就地設(shè)備控制原理簡(jiǎn)介

啟動(dòng)回路為DCS系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令，送到空壓機(jī)，接觸器JRS帶電，CONTROLLER內(nèi)部的JRS接觸器相應(yīng)觸點(diǎn)閉合，通過(guò)CONTROLLER的邏輯運(yùn)算，使KM4接觸器帶電，觸點(diǎn)閉合。閉合后，通過(guò)就地PLC模塊運(yùn)算，送出啟動(dòng)指令去6kV開(kāi)關(guān)柜合閘開(kāi)關(guān)，6kV開(kāi)關(guān)合閘反饋送回空壓機(jī)控制柜，導(dǎo)通供油電磁閥和接觸器K1電源，空壓機(jī)分離筒體向螺桿壓縮機(jī)供油，K1觸點(diǎn)閉合將運(yùn)行反饋送回DCS系統(tǒng)。停止回路基本上與啟動(dòng)回路是一樣的。

3 空壓機(jī)控制系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié)

考慮設(shè)計(jì)人員的意圖和設(shè)備保護(hù)聯(lián)鎖的可靠性，發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)有以下薄弱環(huán)節(jié)：

1）DCS系統(tǒng)采用的空壓機(jī)狀態(tài)信號(hào)是就地空壓機(jī)中K1繼電器送來(lái)，不是6kV開(kāi)關(guān)柜直接送來(lái)；

2）斷油電磁閥失電之后將直接導(dǎo)致空壓機(jī)無(wú)油干燒，這么重要的設(shè)備沒(méi)有在上位機(jī)狀態(tài)監(jiān)視，同時(shí)當(dāng)斷油電磁閥失電之后，沒(méi)有一個(gè)重復(fù)的指令發(fā)出，再次確認(rèn)6kV開(kāi)關(guān)是否已分閘；

3）DCS系統(tǒng)沒(méi)有直接到6KV開(kāi)關(guān)柜的合分閘指令，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，不能及時(shí)對(duì)6kV開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作；

4）空壓機(jī)的報(bào)警信號(hào)由智能控制器輸出，當(dāng)智能控制器斷電時(shí)，報(bào)警不能發(fā)出；

5）對(duì)空壓機(jī)的380AV、110AC、24VAC電源沒(méi)有監(jiān)視。

4 空壓機(jī)系統(tǒng)控制改造

1）在就地控制柜中添加一個(gè)24VAC繼電器，該繼電器與110VAC失電監(jiān)控繼電器JV1并聯(lián)，送出一對(duì)常閉節(jié)點(diǎn)到DCS系統(tǒng)，從而在DCS畫(huà)面實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)110VAC和24VAC控制電源監(jiān)控功能。運(yùn)行人員可以第一時(shí)間監(jiān)控到空壓機(jī)的控制電源狀態(tài)。同時(shí)，該信號(hào)也可用于事故分析；

2）增加6KV開(kāi)關(guān)合閘和分閘狀態(tài)到DCS系統(tǒng)的監(jiān)視。保留原就地空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)K1的反饋，實(shí)現(xiàn)雙反饋監(jiān)視。需鋪設(shè)從DCS電子間到6KV開(kāi)關(guān)柜的電纜，把6kV開(kāi)關(guān)柜合閘、分閘狀態(tài)送到DCS系統(tǒng)，在DCS畫(huà)面增加6KV開(kāi)關(guān)合閘、分閘狀態(tài)指示標(biāo)識(shí)；

3）DCS系統(tǒng)內(nèi)增加一個(gè)聯(lián)鎖分閘空壓機(jī)6KV回路。當(dāng)就地失去110VAC或者24VAC控制電源時(shí)，DCS無(wú)延時(shí)直接發(fā)聯(lián)鎖分閘6kV開(kāi)關(guān)指令，送到公用繼電器柜，通過(guò)繼電器送一對(duì)常閉觸點(diǎn)到6kV開(kāi)關(guān)柜，使空壓機(jī)失去動(dòng)力電源，從而避免無(wú)油干燒的情況。為了防止就地控制電源信號(hào)誤報(bào)，分閘6kV開(kāi)關(guān)柜指令發(fā)出，使6kV開(kāi)關(guān)柜分閘，電機(jī)停轉(zhuǎn)，而就地控制電源實(shí)際上沒(méi)有消失，空壓機(jī)供油閥帶電，導(dǎo)致空壓機(jī)噴油。對(duì)這種情況在DCS系統(tǒng)內(nèi)又增加一個(gè)聯(lián)鎖跳空壓機(jī)本機(jī)回路。

5 改造效果

改造后，大大加強(qiáng)空壓機(jī)控制回路的可靠性，彌補(bǔ)了控制系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié)，減少事故發(fā)生的次數(shù)。對(duì)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)增加了對(duì)6KV電源開(kāi)關(guān)的監(jiān)視和遇到緊急情況時(shí)能夠及時(shí)處理。也方便了熱控人員對(duì)事故的分析。

6 結(jié)論

空壓束機(jī)是工廠企業(yè)的重要輔機(jī)，有較大的節(jié)能和提高安全運(yùn)行水平的空間。通過(guò)空壓機(jī)控制系統(tǒng)改造從而提高空壓機(jī)系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行是一種切實(shí)可行和方便的技改措施。

[1]邊立秀，等.熱工控制系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002，1.

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[3]Zhu Yongpei. IPS Singapore Service Report.北京：2007.