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摘要:目前所使用的离心式压缩机所采用的控制系统大多是通过可编程逻辑控制器完成的,关于它的性能预测方面以及控制系统的一些问题,很多人都不大清楚,本文就离心式压缩机性能的预测以及控制系统的分析方面的问题做一简单介绍,希望能给从事相关专业的人员带来帮助。
就广西石化公司的重油催化劣化装置配置一套压缩机机组为例,来说明其性能预测及其控制方面的一些问题。这套机组是由D-R(赛兰)公司制造的两段六级离心式压缩机和杭汽制造的背压式汽轮机组成。机组主要是将气体经过气压机一段压缩之后,进行冷却后再加入到中间的冷却系统进行分离。气相接着进入二段,再继续加大压力后,经过出口送到吸收稳定的系统。这个机组在进行压缩气体的时候同时进行着另外一项任务,就是随时反应压力的大小。一般情况下,是通过机组反应的压力值来调节机组的转速的,以便达到控制机组的反应压力的目标。再者,压力机的两段都装有反飞动阀门,这是用来预防压缩机发生震动的。该机组的这个的控制系统是通过DCS计算机系统来实现控制目的的,其中包括PLC系统和用来急停的系统EDS。
一、机组控制系统
1.为了本机组能够安全运行,本机组的检测以及控制系统,特别下设了以下的保护盒控制系统:
1.1机组转速调节控制系统。
1.2气压机防喘振控制保护系统。
1.3气压机流量监测控制系统。
1.4汽轮机热井液位监控系统。
1.5气液分离器液位监控系统
1.6干气密封调节控制系统。
1.7机组轴承温度、轴位移、轴振动检测系统。
1.8振动检测系统。
2.气压机组的控制
2.1气压机的防喘振控制
要想让气压机正常地工作,就要在设计和制造上防止它的喘振,其实预防喘振的原理很简单,就是通过两个段之间的阀门来控制调节的。预防喘振的原理是靠两个段间防止喘振的阀门来控制调节的。机组运行正常时,是先进行测量入口的实际流量、出口的压力、压力、跟标准情况下的比较以后,进行自动校正,再将其输入到预防喘振的控制器里面再和正常转速情况下的流量进行比较,一旦入口的流量比预设的流量低的时候,防止喘振的阀门就自动打开;但当检测的流量大于预设的流量的时候,传真阀门就完全关闭。正常的操作情况下是入口的流量不能低于喘振预设的流量值。
2.2机组转速控制
一般情况下,该气压机组的转速正常生产情况下由DCS上压力控制器控制在调节转速范围以内。当机组在开机或者是停机的过程中,可以用速度控制选择到底是开在自动或手动上,还有手动升/降机组的转速。
2.3润滑油温度的控制
润滑油的温度是由油温的控制阀门来实现的,一般情况下,又温的控制点设为49℃,也能经由冷却水来控制温度,一但油的温度过高时,要是经油温控制阀和调大循环水量还不能降低温度时,这时必须切换冷油器。
2.4润滑油泵出口压力的控制
润滑油泵出口压力由自力式压控制阀PCV3635来调节。正常时,控制在1.24MPa。
2.5入口DN400放火炬阀的控制
这个阀门主要用来在开启或者停工过程中调节反应压力,在机组运行正常的情况下,当气压机不能满足调节的要求时也可以借用它来调节反应的压力,通常情况,这个阀门是由DCS自动控制的。
2.6入口DN800放火炬阀的控制气压机入口
DN800放火炬作用和入口DN400放火炬极为相似,它还是应用在开启或者停工以及事故状态下的,用来控制反应的压力大小。这个阀门在DCS系统控制下还有手动操作,一旦仪表发生故障时,就可以改为现场手动操作。
2.7润滑油泵的控制
电机驱动机组的两台油泵,使其运转。在正常的情况下,主油泵运转起来,备用的油泵就处在自动备用的状态下,一旦油压小于1.0MPa或调节油压力小于0.6MPa时,备用的泵就自动启动。
二、控制系统的发展
经过近几十年的发展,从大型机组的运作情况来看,主要发生了以下几个方面的变化:
1.机组的工作效率和工作的稳定性提高。
2.机组在辅助系统的加工设计上的技术水平有了明显的提高,管理自动化程度提高。
3.控制系统改进,这是改观最为突出的部分。
三、控制系统的意义
现代先进的也是最流行的智能系统都是自动化控制的,能够替代人的工作,而且比人的工作更具可靠性。再说,在转速和防止喘振的控制上可以做到节约能量的消耗。一个比较好的控制系统还能够减少机组在工作时候的波动,从而减少驱动动力的能源损耗将防止喘振的系统进行优化,以便减少电力甚至是蒸汽的消耗,从而最大程度上减少中间过程那个水的使用量。所以说,对于机组控制系统的优化,就能简化、精华管理机制。大幅度降低能量的消耗,在能源紧缺的情况下显得尤为重要哦。例如说,某炼厂通过改造优化防止喘振系统后,每年至少可以节约500万元,可以看出,它的经济效益十分明显。
四、结语
如果要将压缩机的控制系统做好,需要做很多方面的工作。首要条件就是要做好生产工艺的设计,需要将工艺中所涉及到的组分和密度等工艺参数严格细化,还要全面考虑到生产的实际情况,实现的目标就是做到跟实际生产的一模一样,或者大同小异;再者就是在工程配管的设计层面上,一定要做好水的力学方面的流体的模型,这实施方案时候严格按照设计要求施工;再者就是在机组的型号的选择上和设计制造方法上,一定要保证机组的力学性能和其他性能达到设计要求。这务必要跟控制系统的厂家做好配合跟沟通,从设计以及配置上做到全方位的考虑;四就是控制系统在设计选型上,一定要工艺的条件,加工的现场工艺路线,确定好相关方面的参数,做到最优化的配置;第五就要在机组的控制系统配套的选择上,必须满足控制系统所要求的控制精度,例如防止震动系统的选择上等。要知道,控制系统是机组设备的核心,它的重要地位不断提高,也必将得到迅速的发展,为经济的发展做出重大的贡献。
参考文献
王共生.离心式压缩机性能的预测的研究.2009.11.09.
韩东安.离心式压缩机控制系统的分析及研究.2010.04.07.
就广西石化公司的重油催化劣化装置配置一套压缩机机组为例,来说明其性能预测及其控制方面的一些问题。这套机组是由D-R(赛兰)公司制造的两段六级离心式压缩机和杭汽制造的背压式汽轮机组成。机组主要是将气体经过气压机一段压缩之后,进行冷却后再加入到中间的冷却系统进行分离。气相接着进入二段,再继续加大压力后,经过出口送到吸收稳定的系统。这个机组在进行压缩气体的时候同时进行着另外一项任务,就是随时反应压力的大小。一般情况下,是通过机组反应的压力值来调节机组的转速的,以便达到控制机组的反应压力的目标。再者,压力机的两段都装有反飞动阀门,这是用来预防压缩机发生震动的。该机组的这个的控制系统是通过DCS计算机系统来实现控制目的的,其中包括PLC系统和用来急停的系统EDS。
一、机组控制系统
1.为了本机组能够安全运行,本机组的检测以及控制系统,特别下设了以下的保护盒控制系统:
1.1机组转速调节控制系统。
1.2气压机防喘振控制保护系统。
1.3气压机流量监测控制系统。
1.4汽轮机热井液位监控系统。
1.5气液分离器液位监控系统
1.6干气密封调节控制系统。
1.7机组轴承温度、轴位移、轴振动检测系统。
1.8振动检测系统。
2.气压机组的控制
2.1气压机的防喘振控制
要想让气压机正常地工作,就要在设计和制造上防止它的喘振,其实预防喘振的原理很简单,就是通过两个段之间的阀门来控制调节的。预防喘振的原理是靠两个段间防止喘振的阀门来控制调节的。机组运行正常时,是先进行测量入口的实际流量、出口的压力、压力、跟标准情况下的比较以后,进行自动校正,再将其输入到预防喘振的控制器里面再和正常转速情况下的流量进行比较,一旦入口的流量比预设的流量低的时候,防止喘振的阀门就自动打开;但当检测的流量大于预设的流量的时候,传真阀门就完全关闭。正常的操作情况下是入口的流量不能低于喘振预设的流量值。
2.2机组转速控制
一般情况下,该气压机组的转速正常生产情况下由DCS上压力控制器控制在调节转速范围以内。当机组在开机或者是停机的过程中,可以用速度控制选择到底是开在自动或手动上,还有手动升/降机组的转速。
2.3润滑油温度的控制
润滑油的温度是由油温的控制阀门来实现的,一般情况下,又温的控制点设为49℃,也能经由冷却水来控制温度,一但油的温度过高时,要是经油温控制阀和调大循环水量还不能降低温度时,这时必须切换冷油器。
2.4润滑油泵出口压力的控制
润滑油泵出口压力由自力式压控制阀PCV3635来调节。正常时,控制在1.24MPa。
2.5入口DN400放火炬阀的控制
这个阀门主要用来在开启或者停工过程中调节反应压力,在机组运行正常的情况下,当气压机不能满足调节的要求时也可以借用它来调节反应的压力,通常情况,这个阀门是由DCS自动控制的。
2.6入口DN800放火炬阀的控制气压机入口
DN800放火炬作用和入口DN400放火炬极为相似,它还是应用在开启或者停工以及事故状态下的,用来控制反应的压力大小。这个阀门在DCS系统控制下还有手动操作,一旦仪表发生故障时,就可以改为现场手动操作。
2.7润滑油泵的控制
电机驱动机组的两台油泵,使其运转。在正常的情况下,主油泵运转起来,备用的油泵就处在自动备用的状态下,一旦油压小于1.0MPa或调节油压力小于0.6MPa时,备用的泵就自动启动。
二、控制系统的发展
经过近几十年的发展,从大型机组的运作情况来看,主要发生了以下几个方面的变化:
1.机组的工作效率和工作的稳定性提高。
2.机组在辅助系统的加工设计上的技术水平有了明显的提高,管理自动化程度提高。
3.控制系统改进,这是改观最为突出的部分。
三、控制系统的意义
现代先进的也是最流行的智能系统都是自动化控制的,能够替代人的工作,而且比人的工作更具可靠性。再说,在转速和防止喘振的控制上可以做到节约能量的消耗。一个比较好的控制系统还能够减少机组在工作时候的波动,从而减少驱动动力的能源损耗将防止喘振的系统进行优化,以便减少电力甚至是蒸汽的消耗,从而最大程度上减少中间过程那个水的使用量。所以说,对于机组控制系统的优化,就能简化、精华管理机制。大幅度降低能量的消耗,在能源紧缺的情况下显得尤为重要哦。例如说,某炼厂通过改造优化防止喘振系统后,每年至少可以节约500万元,可以看出,它的经济效益十分明显。
四、结语
如果要将压缩机的控制系统做好,需要做很多方面的工作。首要条件就是要做好生产工艺的设计,需要将工艺中所涉及到的组分和密度等工艺参数严格细化,还要全面考虑到生产的实际情况,实现的目标就是做到跟实际生产的一模一样,或者大同小异;再者就是在工程配管的设计层面上,一定要做好水的力学方面的流体的模型,这实施方案时候严格按照设计要求施工;再者就是在机组的型号的选择上和设计制造方法上,一定要保证机组的力学性能和其他性能达到设计要求。这务必要跟控制系统的厂家做好配合跟沟通,从设计以及配置上做到全方位的考虑;四就是控制系统在设计选型上,一定要工艺的条件,加工的现场工艺路线,确定好相关方面的参数,做到最优化的配置;第五就要在机组的控制系统配套的选择上,必须满足控制系统所要求的控制精度,例如防止震动系统的选择上等。要知道,控制系统是机组设备的核心,它的重要地位不断提高,也必将得到迅速的发展,为经济的发展做出重大的贡献。
参考文献
王共生.离心式压缩机性能的预测的研究.2009.11.09.
韩东安.离心式压缩机控制系统的分析及研究.2010.04.07.