轴流压缩机流量调节系统的优化策略

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1、轴流压缩机流量调节系统的优化摘要：对轴流压缩机的流量调节系统进行分析，进行技术改进，使机组满足高效、长周期运行要求。关键词：轴流压缩机；静叶调节；液压保护静叶可调型轴流压缩机相对离心压缩机具有效率高、调节范围宽、大流量时经济性高等特点，目前被广泛应用于催化裂化装置主风机组，但相对而言，其自控系统和操作较离心压缩机复杂。催化装置的主风量需根据再生器烧焦工况经常调节，同时为满足烟机发电也要根据气温适时调节。轴流压缩机一般采用等流量控制，主风流量调节系统的核心组成部分是静叶定位系统，静叶控制问题不但会引起反再工况波动，甚至导致装置停车，造成巨大经济损失。降低静叶定位系统的故障率和实现不停机在

2、线消缺，是确保主风机组长周期运行的重要手段之一。1主风流量调节系统概况1.1流量调节系统组成主风流量调节系统由两大部分组成，即静叶定位与流量控制两个部分串级工作，见图1。前者由位置伺服控制器、电液伺服阀、伺服油缸、位置传感器、位移变送器等组成串级调节系统的小内闭环；后者由实际流量测量回路、流量调节器、静叶定位系统和带有静叶调节机构的轴流压缩机组成大外闭环。主风流量的变化是通过调节轴流压缩机静叶角度实现的：主控室流量调节器的指令信号和文丘利管的实测流量值比较，将差值信号送给轴流压缩机静叶定位系统，再通过伺服马达做往复运动，从而通过导向环、曲柄、滑块带动安装在叶片承缸上的各级静叶旋转，达到

3、调节流量的目的。图1主风流量调节系统1.2静叶定位系统的控制原理位置伺服控制器ZC1401A接受流量调节器FRCA1401A的输出作为其给定值，其实际值来自位移变送器ZT1401A的输出，位置控制器的输出信号调节轴流压缩机静叶角度，从而控制再生器主风量。机组稳定运行时给定值与实际值两者偏差为零，伺服阀无控制电流通过，伺服油缸及静叶角度不变。当主风量需求增大，流量调节器给定值增加，最终输出正偏差信号给伺服阀，此时伺服阀将有比例地输出高压油至伺服油缸，带动活塞向静叶开大方向移动，静叶角度增大，与此同时位移传感器测得的（测量油缸行程）反馈信号随之增大，当与给定信号差值为零时，控制器输出为零，

4、伺服阀回到平衡位置，活塞及静叶将停留在变化后的位置上。1.3位置伺服控制器介绍轴流压缩机流量调节系统的核心是静叶定位控制，而位置伺服控制器则是静叶定位系统的心脏。本装置使用的位置伺服控制器为BGCD-6121A型，它适用于轴流压缩机静叶角度控制以及其它电液执行机构的伺服控制，采用美国MOOG公司的主控板、电源板等专有技术，配合信号转换器和基于单片机系统的显示板，主要技术参数和性能指标：指令输入信号：4～20mA（输入阻抗500Ω）反馈输入信号：4～20mA（输入阻抗500Ω）输出电流：-60mA～+60mA输出负载：≤80Ω分辨率：≤0.1%精度：≤0.5%该型伺服控制器设置电源故障、

5、指令丢失和反馈丢失三项报警指示，还具备内给定控制功能，即切断主控室的指令信号来源，控制器受主控板提供的4～20mA电流信号的控制。内给定控制方式仅在主控室指令信号出现故障或现场调试时使用，不能作为精确控制信号。2静叶定位系统故障分析静叶定位调节系统故障主要有静叶卡位、静叶漂移，调节滞后等。前两种静叶控制故障对轴流压缩机操作有着致命影响，在正常生产时不但引起工艺系统波动，甚至会造成机组跳车、装置停工；而在开机、机组切换等非常态操作时发生此类问题，更会使风机运行在低角度或发生喘振，影响机组寿命。以下就本装置机组运行历史分析探讨。静叶卡位一般由伺服系统液压元件被动力油中的微小颗粒卡涩引起，特

6、别是目前使用的BD15型喷嘴挡板式伺服阀因其结构精密，各部间隙尺寸小，控制口处最易被动力油中的颗粒堵塞、卡死。动力油系统的清洁度等级一直是机组设备管理的重点，通过严格执行润滑油三级过滤制度来保证动力油清洁度。但不可避免的是，当静叶不调节时动力油从泵后旁路线返回油箱，伺服油缸盲段处高压油长期不流动易氧化变质形成积聚杂质团。另外在进行动力油站外的换垫堵漏、仪表元件更换等作业时，易带入污染颗粒。静叶偏移主要由位移变送器、伺服控制器和位置传感器等仪表元件故障引起。位移变送器和传感器失灵导致位置伺服控制器反馈信号失真，继而输出错误信号，造成静叶角度不能正常定位，发生漂移。伺服控制器本身的传感器、

7、信号转换器若接线有误会造成油缸单边运动。另外，伺服阀控制口因动力油中颗粒单侧堵塞时也会使油缸单边运动，引起静叶偏移。动力油系统蓄压不足、伺服油缸漏油、泵出口溢流阀调压螺钉松等问题都会引起静叶调节滞后，特别是机组自保动作，静叶角度需大范围调整时油压瞬时跟不上，不但静叶调节滞后，严重时还会造成动力油压低联锁跳车。3改进措施3.1加强动力系统油清洁度的控制目前动力油站用油为L-TSA46汽轮机油，过滤精度5μm。除继续严格执行润滑油三级过滤制度外，还