防喘振控制系统的升级改造.pdf

《防喘振控制系统的升级改造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、化工自动化及仪表第39卷防喘振控制系统的升级改造王红(林德气体(厦f-j)有限公司，福建厦门361021)捕要早期压缩机常采用过程控制器实现防喘振控制，其参数设置复杂、操作不便，且无备件和技术支持。通过研究旧itt-弊端、防喘振控制原理、喘振保护夏升级关键环节等细节，将防喘振控制方式升级到DCS系统中。关键词防喘振控制DCS喘振保护喘振潮试升级中圈分类号TH862+．6文献标识码B文章缩号1000-3932(2012)07-0946-04林德气体(厦门)有限公司的第一套空分装置于1999年投产，装置采用Atlas公司的H

2、LR860-2型透平压缩机，DCS系统采用FishermPROVOX控制系统．其中系统操作站没有历史趋势和报警记录显示，I／O卡件和端子板由于老化而故障频发；压缩机采用二次仪表防喘振控制方式，通过H&B的ProtroniePS和DigitrieP过程控制器组合实现，其参数设置复杂且现已淘汰，无法获得技术支持和必须的备件，给生产和维修带来很大困难。为保证旧设备能够继续稳定运行，该公司决定将空分装置的透平压缩机防喘振控制系统升级到DCS系统中进行控制，笔者将阐述升级改造过程中，对原有喘振控制方式弊端的评估和升级方案的选择，防

3、喘振控制和喘振保护功能的解析，以及改造实施中必须关注的几个关键环节及其效果。1喘振与防喘振系统喘振是透平式压缩机在流量减少到一定程度时的一种非正常工况下的振动，是导致压缩机性能反常的一种不稳定运行状态，其典型现象是：压缩机的出口压力最初先升高继而急剧下降，并呈周期性大幅波动；压缩机的流量急剧下降并大幅波动，甚至出现空气倒灌至吸气管道；拖动压缩机电机的电流和功率表指示大幅波动；机器强烈振动，同时发出异常的气流噪声¨J。透平压缩机发生喘振时，整个压缩机管网系统的气流呈周期性振荡，不但使压缩机的性能显著恶化、气体的压力和流量大

4、幅脉动，而且会加剧整个机组的振动。喘振会使压缩机的转子和定子元件经受交变的动应力；级间压力失调引起强烈振动，使密封和轴承损坏，甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄引起爆炸等恶性事故，因此透平压缩机严禁在喘振区运行¨】。透平式压缩机防喘振控制系统就是防止压缩机进入喘振区的保护系统，该系统包括防喘振控制和喘振保护两个部分，如图1所示，人口导叶用来调节压缩机的入口空气流量；PDTlll0-2、PDTlll0—1、PIC2615和FIC2615为防喘振控制器输入信号，其输出信号中的一路用来调节人口导叶，另一路用来控制放空阀

5、，实现防喘振控制；压缩机的三级出口压力PTll35为喘振保护控制器输入信号，其输出信号用于控制放空阀，实现喘振保护。2二次仪表防喘振控制系统的弊端空分装置原透平式HLR860-2型压缩机采用二次仪表防喘振控制系统，是将防喘振控制和喘振保护组合实现的，即防喘振控制通过H&B的ProtroniePS过程控制器实现，喘振保护通过Dig-itficP过程控制器实现。该系统存在以下弊端：a．设置与维护困难。ProtronicPS和DigitricP过程控制器通过参数设置与编程实现控制，故参数设置与修改步骤复杂，必须按照使用说明书通

6、过按钮和拨码的方式进行，操作繁琐，不具有通用性。b．影响故障判断。过程控制器采用的是数码管显示，只能显示瞬时参数数据，无法显示参数的历史趋势和记录，更无法查看程序执行情况。c．不利于操作监控。操作人员无法在DCS收疆13霸：2012-06-03(修改稿)第7期王红．防喘振控制系统的升级改造947图1防喘振控制原理PDTlll0-l——二级压缩人口管道节流后的压差；PDTlll0-2——二级压缩排气压力与吸人压力的压差PIc2615——压缩机出口压力；FIC2615——压缩机出口流量画面察看防喘振信号的参数变化，空压机加载

7、时必须同时兼顾设备振动、油压及防喘振控制等多项参数，容易误操作。3升级改造方案的拟定及选择针对原有控制系统的特点和存在的弊端，以满足设备安全运行的实际需要为前提条件，该公司的技术改造小组初拟了两套升级方案。3．1方案一防喘振控制和喘振保护分别由DCS和PLC实现，其中防喘振控制由DCS执行，每台压缩机需要增加一套PLC以实现喘振保护。该方案的优势是PLC采用ET200S，组态测试工作由西门子公司技术人员完成，可减少逻辑测试时间及其他繁琐工作，优势是计算扫描速度快、支持在线热插拔且诊断功能较强；缺点是一套装置增加PLC及其

8、配套费用达数十万元。3．2方案二防喘振控制和喘振保护都由DCS系统实现，所有的信号和参数都直接进入DCS，所有的逻辑控制均由DCS完成。该方案的优势是不需要额外增加硬件成本，而且控制程序设计量不多，无需增加软件成本，扫描速度和功能也能够满足Atlas设备的喘振保护要求；缺点是准备工作较多，需要Atlas的控制专家与D