空壓機控制原理改進論文

楊 程

浙江大唐烏沙山發電有限責任公司，浙江寧波 315722

0 引言

空壓機是電廠重要輔機，本公司配備四臺英格索蘭螺桿式空氣壓縮機。型號為M250WC DOL額定出力：43.9m3/min，750KPa（7.5bar）；配備6kV，起動最大電流210A，滿負荷最大電流30A驅動電機。原空壓機控制由本機整裝的控制方式來執行，缺少運行人員對空壓機控制的監視和操作，因此在CRT畫面增加失電報警信號和6KV開關狀態的監視，并在DCS邏輯中增加失電連鎖分閘6KV開關的邏輯，實現雙指令雙反饋的控制回路，大大加強對空壓機的控制。

1 空壓機系統簡介

浙江大唐烏沙山發電有限責任公司使用的英格索蘭螺桿式空氣壓縮機，包括進氣系統、主機、油氣分離系統、潤滑油冷卻系統和供氣系統。

第一，其進氣系統由空濾器和蝶閥組成，主要控件是進氣蝶閥，它是空壓機進氣量調節的機構，當壓縮機初啟動時，其關閉減小啟動負載（但不是全關，防止抽真空喘振），當壓縮機加載時全部打開；

第二，壓縮機排出主要壓縮后的油氣混合物通過一個逆止閥排出到油氣分離系統。逆止閥起到防止壓縮空氣回流，導致主機轉子反轉；

第三，油氣分離系統，其將經壓縮后的油氣混合氣體分離，空氣供給機組使用，潤滑油則回收。在筒體的頂部有個最小壓力閥，其作用是保持筒體有一定的壓力（稍大于大氣壓）維持油循環，同時也是一個逆止閥，防止管網壓縮空氣倒灌。

第四，潤滑油循環系統，該油肩負著潤滑、冷卻和密封三重任務。如下圖所示，該系統由溫控閥、壓力旁通閥、油冷卻器、油過濾器和斷油電磁閥組成。

2 空壓機控制系統簡介

2.1 空壓機電氣回路簡介

浙江大唐烏沙山發電有限責任公司的壓縮機由6KV電機驅動，與廠用6KVAB段上的負荷開關直接連接。開關處的保護裝置采用直流電源供電，具有常規的接地、過流等保護，是一個典型的6kV開關的配置。空壓機在DCS系統內部邏輯非常簡單，DCS系統與空壓機的交換信號只有空壓機指令和反饋信號，6kV開關柜與空壓機的交換信號有指令和運行狀態信號。

2.2 空壓機就地設備控制原理簡介

啟動回路為DCS系統發出啟動指令，送到空壓機，接觸器JRS帶電，CONTROLLER內部的JRS接觸器相應觸點閉合，通過CONTROLLER的邏輯運算，使KM4接觸器帶電，觸點閉合。閉合后，通過就地PLC模塊運算，送出啟動指令去6kV開關柜合閘開關，6kV開關合閘反饋送回空壓機控制柜，導通供油電磁閥和接觸器K1電源，空壓機分離筒體向螺桿壓縮機供油，K1觸點閉合將運行反饋送回DCS系統。停止回路基本上與啟動回路是一樣的。

3 空壓機控制系統存在的薄弱環節

考慮設計人員的意圖和設備保護聯鎖的可靠性，發現空壓機有以下薄弱環節：

1）DCS系統采用的空壓機狀態信號是就地空壓機中K1繼電器送來，不是6kV開關柜直接送來；

2）斷油電磁閥失電之后將直接導致空壓機無油干燒，這么重要的設備沒有在上位機狀態監視，同時當斷油電磁閥失電之后，沒有一個重復的指令發出，再次確認6kV開關是否已分閘；

3）DCS系統沒有直接到6KV開關柜的合分閘指令，當出現異常時，不能及時對6kV開關進行操作；

4）空壓機的報警信號由智能控制器輸出，當智能控制器斷電時，報警不能發出；

5）對空壓機的380AV、110AC、24VAC電源沒有監視。

4 空壓機系統控制改造

1）在就地控制柜中添加一個24VAC繼電器，該繼電器與110VAC失電監控繼電器JV1并聯，送出一對常閉節點到DCS系統，從而在DCS畫面實現空壓機110VAC和24VAC控制電源監控功能。運行人員可以第一時間監控到空壓機的控制電源狀態。同時，該信號也可用于事故分析；

2）增加6KV開關合閘和分閘狀態到DCS系統的監視。保留原就地空壓機運行狀態K1的反饋，實現雙反饋監視。需鋪設從DCS電子間到6KV開關柜的電纜，把6kV開關柜合閘、分閘狀態送到DCS系統，在DCS畫面增加6KV開關合閘、分閘狀態指示標識；

3）DCS系統內增加一個聯鎖分閘空壓機6KV回路。當就地失去110VAC或者24VAC控制電源時，DCS無延時直接發聯鎖分閘6kV開關指令，送到公用繼電器柜，通過繼電器送一對常閉觸點到6kV開關柜，使空壓機失去動力電源，從而避免無油干燒的情況。為了防止就地控制電源信號誤報，分閘6kV開關柜指令發出，使6kV開關柜分閘，電機停轉，而就地控制電源實際上沒有消失，空壓機供油閥帶電，導致空壓機噴油。對這種情況在DCS系統內又增加一個聯鎖跳空壓機本機回路。

5 改造效果

改造后，大大加強空壓機控制回路的可靠性，彌補了控制系統存在的薄弱環節，減少事故發生的次數。對運行人員來說增加了對6KV電源開關的監視和遇到緊急情況時能夠及時處理。也方便了熱控人員對事故的分析。

6 結論

空壓束機是工廠企業的重要輔機，有較大的節能和提高安全運行水平的空間。通過空壓機控制系統改造從而提高空壓機系統的安全經濟可靠運行是一種切實可行和方便的技改措施。

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