淺析大型機組的聯(lián)鎖保護系統(tǒng)

徐向大

（中石化第十建設(shè)有限公司，山東 青島 266555）

常規(guī)的化工裝置中，壓縮機組及蒸汽透平系統(tǒng)的連鎖保護系統(tǒng)主要有：機組潤滑油路系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護邏輯，機組干氣密封系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護邏輯，機組盤車系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護邏輯等。

1 機組油系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護

1.1 油系統(tǒng)流程簡介

壓縮機組的油系統(tǒng)為強制供油系統(tǒng)，壓縮機和透平共用一個強制供油系統(tǒng)，整個壓縮機油系統(tǒng)分為兩路，一路為潤滑油系統(tǒng)，一路為控制油系統(tǒng)。圖1為典型壓縮機潤滑油系統(tǒng)圖。

圖1 潤滑油路系統(tǒng)流程簡圖

1.2 潤滑油主、輔油泵連鎖啟停保護邏輯

機組潤滑油站由主油泵、輔助油泵和緊急事故油泵組成。在機組正常運轉(zhuǎn)情況下，只開啟主油泵，輔助油泵處于“AUTO”投自動狀態(tài)，當(dāng)潤滑油泵出口壓力低于報警設(shè)定值或者潤滑油總管壓力低于報警設(shè)定值時，輔助油泵聯(lián)鎖啟動，以保證機組潤滑油、控制油的正常供給壓力，輔助油泵在油壓恢復(fù)正常后，會自動停止運轉(zhuǎn)。緊急事故油泵在壓縮機停工及輔助油泵不能啟動時，為保證機組的安全，會自動聯(lián)鎖啟動，以維持透平的潤滑油供給，保證透平能夠正常盤車降溫。潤滑油主油泵的啟動，也要達到以一定的條件，才會自動發(fā)出“允許啟動”信號到電氣控制柜。

2 干氣密封系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護

2.1 干氣密封系統(tǒng)的作用及氣體選用

壓縮機的干氣密封氣的選擇要求達到以下要求：

（1）向干燥氣體密封件表面提供清潔、干燥的密封氣體。

（2）向分離密封件提供清潔、干燥的分離氣體。

（3）對干燥氣體密封件和分離密封件的“良好狀態(tài)”進行監(jiān)控。

壓縮機通常以氮氣作為分離氣體；以工藝氣體（惰性氣體）作為送往主密封的密封氣進氣，密封氣在壓縮機的整個運行過程中都要不斷地送入；使用氮氣作為輔助密封的中間氣體進氣，在將壓縮機停機的同時，為了防止工藝氣體從輔助放空閥泄露，應(yīng)以大于放空閥壓力的中間氣體送入。

2.2 干氣密封系統(tǒng)控制流程

主密封氣首先經(jīng)過過濾器中的固體顆粒后，在差壓控制閥的控制下進入壓縮機兩端的干氣密封一級密封腔中。大部分主密封氣通過梳齒密封進入壓縮機機體；少部分通過干氣密封的一級密封的動靜環(huán)之間的空隙，進入主密封氣泄漏至火炬系統(tǒng)。在壓縮機兩端的主密封氣泄漏至火炬管線上，各設(shè)有三個壓差指示器，監(jiān)控主密封氣泄漏至火炬的泄露量。差壓指示器設(shè)有壓差高報警和高高聯(lián)鎖報警。在壓縮機兩端的主密封氣泄漏至火炬管線上，還各設(shè)有主密封氣泄漏至火炬流量指示儀。

對數(shù)據(jù)進行分析時使用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)軟件，以[n（%）]表示計數(shù)資料，使用 χ2檢驗，以（±s）表示計量資料，采用t檢驗，多組間的比較采用F檢驗，進行Pearson相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

干氣密封二次密封氣和隔離氣，一般采用的是0.6MPa的低壓氮氣，低壓氮氣首先經(jīng)過過濾器中的固體顆粒后，經(jīng)過自力式壓力調(diào)節(jié)閥控制壓力在0.4MPa后分為兩路：

一路作為二級密封氣總管分別進入低壓缸、高壓缸的干氣密封的二級密封腔中。大部分二級密封氣通過梳齒密封進入主密封氣泄漏至火炬系統(tǒng)管線，少部分二級密封氣通過干氣密封的二級密封的動靜環(huán)之間的空隙進入二級密封氣泄漏至大氣管線。

另一路作為隔離氣總管分別進入壓縮機低壓缸、高壓缸兩端的軸承與干氣密封之間的腔體中。部分隔離氣通過梳齒密封進入二級密封氣泄漏至大氣管線，部分隔離氣通過梳齒密封進入軸承箱中，通過呼吸閥排至大氣。

在低壓氮氣二次密封氣總管上設(shè)有安全閥，設(shè)定壓力一般為0.6MPa，保護二次密封氣不超壓。兩路外部密封氣與自身工藝氣之間設(shè)有自動切換閥，在壓縮機運行正常后可以將外部密封氣自動切換到自身工藝氣。

2.3 干氣密封增壓聯(lián)鎖保護邏輯

壓縮機組的氣體密封盤上裝有空氣驅(qū)動氣體增壓器，在壓力不足以保持送入機組密封所需要的流量時，該增壓器能夠提高密封氣體的壓力。主要用于壓縮機吹掃、預(yù)增壓、開車和停車時，密封氣壓力不足時使用。在壓縮機正常運行時，密封壓力足夠，不需要使用密封氣增壓系統(tǒng)。

以某裝置為例，在工藝氣壓力達到標稱5-10PSIG時，控制邏輯啟用增壓器，在密封氣差壓信號PDIT124A/124AA或者PDIT124B/124BB發(fā)出低于低流量報警信號時，激活氣體增壓器，這時聯(lián)鎖就會打開增壓器驅(qū)動隔離閥SDV-125，將儀表風(fēng)送入增壓器，在增壓器的運行過程中，增壓器的速度是隨操作壓力的增加而降低的，增壓器是按照增壓器高位泄露信號與密封放空壓力變送器PDT-125一起工作的，如果壓力超過壓力變送器高值報警設(shè)定值，控制邏輯會關(guān)閉增壓器驅(qū)動隔離器SDV-125，并激活報警。

3 盤車裝置連鎖保護

3.1 盤車允許啟動連鎖保護

盤車投用前需確認機組潤滑油系統(tǒng)正常，盤車啟動有兩個條件，潤滑油總管壓力不低于工況要求壓力以及收到透平零轉(zhuǎn)速信號。

3.2 盤車電機的啟停邏輯保護

（1）在汽輪機就地或遠程啟停邏輯。就地儀表起停盤上有盤車自動或手動旋鈕，盤車電機可以就地啟動，也可以在中央控制室遠程啟動。其邏輯實現(xiàn)如圖2。

圖2 盤車電機啟動保護邏輯圖

（2）盤車電機控制邏輯如圖3。

圖3

4 案例分析

以空氣分離裝置大型壓縮機組為例。壓縮機組是由空氣壓縮機和氮氣壓縮機組成的壓縮機組?？諝怆x心壓縮機部分主要由離心壓縮機DMCL1204+2MCL1203與汽輪機NKS63/90組成；氮氣壓縮機部分由3BCL608與汽輪機NKS63/90組成；DMCL1204+2MCL1203為主空壓機型號，輸送介質(zhì)為濕空氣；3BCL608為增壓壓縮機型號，輸送介質(zhì)為純凈氮氣。本壓縮機組共分為三缸、六段、十五級，經(jīng)過四次中間冷卻和兩次水氣分離；NKS63/90為驅(qū)動機冷凝式汽輪機型號，汽輪機為雙軸伸結(jié)構(gòu)，排汽端與主空壓機相連，進氣端通過變速機驅(qū)動氮氣增壓機。主空壓機低壓缸、中壓缸、汽輪機、變速機和高壓缸（氮氣增壓機）之間均通過膜片聯(lián)軸器聯(lián)接。

本機組連鎖保護系統(tǒng)分為潤滑油系統(tǒng)保護連鎖啟機、連鎖停機、連鎖啟動輔助油泵及連鎖報警系統(tǒng)。