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济南大陆机电股份有限公司

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    一、项目概述

    安丘天裕热电有限公司A71-11轴流压缩机汽轮机采用青岛捷能1.8MW背压汽轮机拖动,控制部分采用GE具有国际领先水平的OC600E系统硬件采用GE Nexus系列,主要由DPU控制柜、操作员站HMI、工程师站ENG等控制设备组成,完成数据采集数据处理、过程监控、报价数据分析及逻辑保护、现场过程控制处理等;空压机是全厂重要的生产动力源,空压机的安全稳定运行是一项非常重要的指标,空压机控制的关键环节就是防喘振控制,防喘振控制是空压机控制系统的核心部分,控制复杂,控制精度要求高;原来国外进口空压机控制系统都采用进口专用控制系统,接口不开放,扩展性及可维护性难度大,运维成本高;本项目采用GE 能源OC600E系统在空压机控制方面成功解决了空压机控制及防喘振控制的核心问题,系统于2017年11月成功投运,通过用户验收,运行可靠稳定,用户反馈良好,具有良好的系统推广性。

    二、空压机防喘振试验标准及方法

    1、采用标准为JB/T3165《离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验方法》中的开式进出气试验方法,试验介质为空气。

    2、采用转速可调装置调节转速,采用安装在风机进出口气管路中的压力(差压)仪表和温度仪表测量压力(差压)及温度,采用在风机放空管路中的防喘振阀调节试验参数。

    三、试验内容

    分别在三个转速(3807、4100、4400)下进行喘振性能试验,三个转速下均试验到发生喘振现象。在转速等于4400时,排气表压等于0.32Mpa,终止试验。(额定转速为4231r/min)。

    附图:

    1.转速为3807时的记录曲线

    9_副本.jpg

    2. 转速为4100时的记录曲线

    8_副本.jpg

    3. 转速为4400时的记录曲线

    7_副本.jpg

    四、试验结果参数

    A71-11轴流压缩机试验结果参数

    表一试验喘振曲线参数

    工况点

    1

    2

    3

    转速(r/min)

    3807

    4100

    4400

    排气压力(Mpz)

    0.25

    0.30

    0.32

    喉部压差(Kpa)

    4.73

    6.31

    6.96

    进气温度(℃)

    9.7

    10.1

    10

    附注

    已喘

    已喘

    已喘

    表二设定防喘振曲线参数

    工况点

    1

    2

    3

    转速(r/min)

    3807

    4100

    4400

    排气压力(Mpz)

    0.23

    0.276

    0.29

    喉部压差(Kpa)

    5.01

    6.68

    7.37

    平均进气温度(℃)

    9.9

    逆流保护喉部压差(Kpa)    1.35






    五、控制部分

    1、转速控制部分;现场采用505控制器进行控制,通过硬接线和通讯双层保护进入DCS系统。由于汽轮机出力点为3500r/min,转速大于3500r/min时,转速控制权有505转为DCS控制。

    2、机组启动条件;

    (1)1. 润滑油总管压力正常2. 冷油器出口温度正常3. 存储器复位4. 调节油压正常5逆止阀全关6. 防喘振阀全开7. 试验开关复位8. 主汽门A.B关闭9. 顶升油泵运行.以上条件满足机组允许启动发出、

    505允许启动发出。点击允许启动按钮机组启动。

    (2)1.无停机信号2.转速小于3500r/min  3.安全运行没有动作,以上条件满足是点击自动操作,防喘阀电磁阀得电、逆止门得电。运行正常。

    控制画面如图:

    1头_副本.jpg

    3、空压机保护;

    (1)机组转速大于3700r/min时喉部压差压小于1.35Kpa时延迟1秒发出逆流报警,延迟9秒时发出持续逆流同时触发安全运行。

    (2)1.停机信号2.转速小于3500r/min  3.安全运行动作4没有进行试验,以上条件满足时防喘阀电磁阀失电。进入安全运行模式。

    4、防喘阀门保护及空压机防喘振自动控制:

    机组运转>3700r/min 2.无停机信号3.无安全运行信号4. 防喘阀电磁阀带电5排气压力>防喘设定值以上条件满足时防喘阀电气阀门自动投入自动模式,通过判断排气压力与防喘设定值极限偏置,自动调整模型控制器参数,实现防喘阀门的快开慢关。空压机防喘振调节由入口差压和出口压力构成一条喘振曲线,且随入口温度的变化而变化,同时设置上限超压控制,防止出口压力超过管道的设计压力。

    控制画面如图:

    6_副本.jpg

    六、投运效果,投运时间、项目地点:

    在试车和正常生产过程中,随生产工况波动,该防喘振控制方案及压缩机全面的安全逻辑控制方案有效地避免了机组进入喘振区,既保证了机组安全运行,同时也避免了因喘振或者过载引起的不必要停车,降低了维护成本,延长了压缩机寿命,保障了工艺生产的连续性。通过连续时间生产运行,该防喘控制系统工作稳定可靠,抗干扰能力强,具有一定的应用推广价值。

    项目于2017年11月18日通过通过现场测试验收,运行正常

    投运效果图:



    4头_副本.jpg

    2头_副本.jpg

    3头_副本.jpg


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