防喘振控制在催化裂化主风机组应用的改进.pdf

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1、技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(7)：103—106ControlandInstrumentsinChemicalIndustry防喘振控制在催化裂化主风机组应用的改进孙永刚，张建惠(大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆163711)摘要：介绍了炼油厂重油催化裂化装置主风机组防喘振控制系统的发展过程，以及各种防喘振系统的构成、原理，分析了各系统的优缺点。针对应用中出现的问题，对喘振控制系统进行了最优控制。关键词：轴流机；防喘振；ESD；3C；喘振控制线；持续改进中图分类号：T1】273文献标识码：B文章编号：1000-3932(2010)07-0103-041引言催化裂化装置

2、的主风机组在整个装置的生产运行中主要担负向再生器提供主风的任务，用来满足烧焦需要的氧气，同时也起着维持再生器压力，保持热平衡、氧平衡、压力平衡及流化的关键作用。如果主风机组停运，催化裂化反应也将被迫停止，因此主风机组的运行状况直接影响整个催化裂化装置的安全稳定长周期运行。而大型压缩机组的防喘振控制更是机组控制的关键和核心部分。因为一旦喘振得不到及时的遏制，进而发展为逆流、持续逆流就会发生毁机的严重后果。大庆石化公司炼油厂1×106t／a重油催化裂化装置的能量回收装置机组配置情况为：烟机+轴流式压缩机+电彤发电机，是自1989年投产以来已连续运行近17年的老机组。对于机组的防喘振控制

3、，经过几次升级改造和完善，目前已形成一套独特的控制系统，通过近几年的持续安全平稳运行，经过多次检验，该机组仪表自保系统的可靠性、稳定性都是很高的。2主风机机组防喘振控制工作原理防止压缩机喘振的控制方法有两类。一类是使压缩机的流量不小于临界值，当流量接近喘振临界值时就打开旁路阀；另一类是按某种计算函数来实现关系。飞动点的轨迹在坐标图上接近一根曲线，当流量／(人口压力一出口压力)小于某一临界值后，压缩机将进入喘振区域。此时应将旁路阀打开，以增加压缩机的进气量，同时使入口压力减小，出口压力增大，有利于防止喘振⋯。大型轴流式风机的防喘振宜采用随动式喘振控制方案。绘制防喘振曲线有两种方法。一

4、种是跟据制造厂所提供的机组特性曲线绘制，另～种是通过现场实测轴流风机的运行数据绘制。在轴流风机的防喘振控制中，通过喉部差压控制防喘振调节阀V2，其防喘振调节器的设定值取自出口压力和静叶角的函数SV=，(P，2)，见图1中的防喘振线，检测信号取自喉部差压。当轴流机运行在防喘振线以下时，即：PV>SP，调节器输出20mA，防喘振放空阀全关；而当轴流风机运行超过防喘振线时，即：PV

5、线是根据厂家提供的数据表和开工初期经过在不同静叶角度下喘振临界点的数据，即：出口压力值和喉部差压值，实际测得的轴流风机喘振曲线。在此曲线上，将曲线向右偏移喘振流量的10％作为控制余量，就得到了防喘振控制线幢’。3原设计的防喘振控制系统大庆石化公司炼油厂1×106t／a重油催化裂化装置在1992年建装置之初，该装置主风机防喘振控制系统由一台PMK调节仪进行简单的PID回路控制，防喘振系统的测量值只有喉部差压PDT005、出口压力P1004。图2所示为简单的防喘收穰日期：2010-Ol一12·104·化工自动化及仪表第37卷振控制。该控制系统不能实现复杂的防喘振控制，只是用PID参数进

6、行调节，当测量值低于某一固定值时，输出一个报警信号，使电磁阀带电，调节阀全开。因此，防喘振控制方法较简单，无法充分发挥机组潜能。去再生器II放空入口习全开电F磁阀塑戛H塑堕墨墼II呈竺苎塑羔壁图2简单的防喘振控制4ESD防喘振控制系统1998年6月主风机控制系统进行改造，采用美国ICS公司生产的ESD控制系统进行机组保护及控制。在ESD系统上主要进行了主风机启机、自动操作、安全运行、逆流保护、紧急停机、润滑油自启动、动力油自启动、防喘振控制等功能。它采用了性能可靠的三重化技术，其CPU模件、电源、CPU总线及I／O总线均采用TMR配置。CPU模件及I／O卡出口压力MPa0．6l0．

7、540．480．420．36O．30O．24O．180．120．060．00件采用硬件容错(HIVT)技术和硬件表决方式，加快了系统反应速度，使控制系统的可靠性和安全性更高。该控制系统在1998年8月使用以来，没有出现过误动作或其它故障，比较稳定。4．1ESD防喘振控制系统构成ESD的防喘振控制系统是由ESD内部程序实现的。参与防喘振控制的共有四个参数，分别是喉部差压值PDl005、出口压力PllX)4、人口温度T1011及入口压力PID05。在ESD系统中，通过“B