空氣壓縮機儀表報警定值與核電廠實際應用

林霞

（上海英格索蘭壓縮機有限公司，上海200051）

空氣壓縮機儀表報警定值與核電廠實際應用

林霞

（上海英格索蘭壓縮機有限公司，上海200051）

空氣壓縮機的設計已經從簡單的電機帶動主機的回轉設備，轉變為集控制、電氣、氣路、油路、冷卻于一身的機組設備，通常都是箱式整體空氣壓縮機組，隔音罩殼外部帶有可操作的面板。機組內包括空氣壓縮機的驅動系統、氣路系統、油路系統、氣量調節系統和電氣控制系統。在與工程公司、設計院交換技術資料的階段，對空壓機內部的各子系統流程圖和各儀表探測點報警定值都十分關注，做好報警手冊及定值手冊，對現場監控設備運行狀態，對上游DCS參數設置，模擬工況報警點試驗都至關重要。

空壓機；儀表定值；核電應用

本文以核電廠項目最常用的無油螺桿式空氣壓縮機為例，分析其儀表報警定值的應用。

1 操作界面上的定值設置

在空壓機操作面板上，可以對如下參數設置，范圍是設置點可以調節的最小值和最大值，以單位步長遞增調節：

表1 控制面板上的定值預設置

*主/備機選項允許用戶選擇一臺空壓機作為”主”空壓機，而其他所有空壓機都作為”輔助”空壓機(模擬次序控制器模式).輔助空壓機的聯機和脫機壓力為主空壓機的聯機和起跳壓力設置點減去輔助空壓機偏置設置點。

**僅星形三角接法.不適用于全壓啟動器的自動啟動。

表1中儀表定值的設定是根據核電廠的現場需求及空壓機內部要求來設定的，定值設置如下：現場有6臺無油機，根據常規島機組的使用情況，設定1臺主機和其余5臺備機的輪換工作時間為168小時；根據空壓機額定壓力10barg，設定起跳壓力和回跳壓力；冷凝水排放的間隔時間和排放時間與現場環境有關，潮濕或海洋性氣候環境下，排放間隔時間會較小，排放時間根據現場排污管道的配置設定；啟動計時器是以星三角啟動時間10S為設置依據的；自動重啟時間的設定主要是保護電機，1小時內電機啟停不超過6次；對于沒有選配斷電重啟動功能的空壓機，電力中斷后無法自動重啟。

2 氣路和油路系統的報警定值

無油機與噴油機的主機有很大差異，對于一般動力的無油壓縮機，由于壓縮過程沒有噴油冷卻，所以必須采用兩級壓縮，即兩個螺桿主機，否則壓縮過程中的高溫將使空壓機無法運行，所以無油螺桿式壓縮機的流程圖會比噴油機的復雜一些。因此無油機內儀表數量和功能也會高于噴油機內的配置。

氣路系統的儀表有：空濾器進氣狀態傳感器；中間壓力、第二級排氣壓力和機組排氣壓力傳感器；第一級排氣溫度、第二級進氣溫度、第二級排氣溫度和機組排氣溫度傳感器。溫度傳感器都為電阻式，另外還用兩個機械溫度開關，用于控制第一、第二級排氣溫度。以10bar排氣壓力的無油機為例，氣路上的溫度儀表報警定值包括如下見表2.

表2 氣路上的溫度報警定值

其中一級主機排氣溫度傳感器設置在一級主機之后，中間冷卻器前的消音器管路上；二級主機進氣溫度傳感器設置在二級主機之前，一級汽水分離器筒體上，經過中間冷卻器冷卻后的壓縮氣體溫度；二級主機排氣溫度傳感器設置在二級主機之后，后冷卻器前的消音器管路上；而機組排氣溫度傳感器只顯示最終壓縮空氣出口的溫度，操作人員可以從控制器屏幕上讀取此溫度值，不參與報警。

氣路上的壓力儀表報警定值包括如下見表3.

表3 氣路上的壓力報警定值

其中空氣進氣真空度包括機組停機時的初始狀態和運行中的加載或卸載狀態監控，但空氣進氣過濾器達到壓差定值后，會顯示報警以提醒更換或清洗空氣過濾器，否則將造成空壓機氣量的減少與功耗的增加。二級進氣壓力和二級排氣壓力，除了本傳感器在控制器內設定的定值之外，控制器內部邏輯還同時計算第二級壓力比值，如果二級排氣壓力除以二級進氣壓力的比值大于5并持續2S，也會顯示報警并報故障停機。

油路系統上的儀表有：油過濾器進氣壓力傳感器，油過濾器出口壓力和軸承油壓傳感器（都位于油過濾器殼體上），以及軸承油溫傳感器（位于油分配管端部）。油路上的溫度儀表報警定值包括如下見表4.

表4 油路上的溫度報警定值

油路上的壓力儀表報警定值包括如下見表5.

表5 油路上的壓力報警定值

油壓過低故障報警的時候，需要檢查油泵，或考慮更換油過濾器。

3 與其他廠家定值設置比較

對于不同廠家的無油螺桿式空氣壓縮機，其流程系統也是大同小異，以核電廠常用的另一個壓縮機廠家J為例，如下圖1是廠家J無油空氣壓縮機流程示意圖。

圖1 其他廠家水冷無油空氣壓縮機流程示意圖

由于不同廠家在氣路和油路上設置儀表的位置并不相同，因此在報警定值設置上也略有差異，從某核電現場得到的反饋，將廠家K和廠家J無油機儀表報警定值的參數對比如下表6.

表6 兩個廠家無油機報警定值參數表（風冷機型）

從對比定值看，第二級轉子出口和入口溫度高報警差異較大，應該是兩個廠家傳感器設置點不同：第二級轉子進口溫度，廠家K儀表監測點在中間冷卻器后，廠家J的儀表監測點在中間冷卻器前；同樣第二級轉子出口溫度也是反過來布置的，廠家K監測點在后冷卻器之前，廠家J監測點在后冷卻器之后。

對比油壓過低的報警定值，雖然兩個廠家均選擇齒輪泵作為油泵，但油路系統設置略有不同。廠家K的潤滑油經過油過濾器后，進入到總的油分配管，分配到各個潤滑點，如齒輪箱、一級與二級螺桿主機的軸承、齒輪等，以及第二級主機的機殼冷卻和控制系統的用油，所以進入潤滑油的工作油壓要保持在2.8～3.5barg；廠家J的油路設置是，油通過油泵從齒輪箱的油箱循環流至油冷卻器，然后油流經壓縮機機頭的冷卻夾套，油從該處通過油過濾器流向軸承和同步齒輪，油壓的最小設置值是1.0barg，最大設置值是1.9barg。油路啟動時的原理就好像一個是向油箱注油，一個是從油箱抽油，并且因為油壓的不同，兩個廠家油壓過低的報警定值不一樣。

空氣過濾器壓差定值，廠家K分別考慮了初始靜態和加卸載動態下的濾芯阻值，廠家J只設置了一個定值。

4 其他定值的設置

空氣壓縮機定值設置，除了控制器面板初始定值和傳感器定值設定之外，空壓機驅動系統、氣量調節系統和電氣控制系統也有報警定值，如起動機故障停機報警，主電機過載，風扇電機過載，遠程停機故障，遠程啟動故障，電機絕緣繞組，空載運行相電流等定值，需要操作人員參照現場電機銘牌及相關電氣部件的設定要求來設置定值。

空壓機后處理設備也有定值的設置要求，如干燥器露點傳感器定值，用于監控壓縮空氣的露點品質，再如干燥器上的切換閥壓力開關、過濾器濾芯更換壓差定值等。

5 結束語

空氣壓縮機機組及系統的報警定值，在與工程公司、設計院技術資料交換時，是電氣儀控專業單獨的接口內容，屬于重要的技術文件信息，上游DSC參數設置、現場操作人員編制調試大綱、確定現場試驗的定值，都將依據此定值手冊和報警手冊，再結合報警邏輯圖，以更好的配合現場操作人員的啟動檢查和報警試驗，使空氣壓縮機機組狀態處于數據監控，維持系統正常運行。

Air Compressor Instrument Alarm Value Analysis With the Practice of the Nuclear Power Plant Application

LIN Xia
（Shanghai Ingersoll Rand Compressor Co.，Ltd.，Shanghai 200051，China）

Air compressor is an electric motor driven，completed with all necessary components，such as air end，controller，electric system，air pipe，coolant pipe and cooler etc.It is a totally self-contained air compressor package.When delivery the technical document or exchange engineering parameter with EPCs or design institutes，they are all pay attention to subsystem P&ID drawing of air compressor，as well as warning or alarm set points.So well preparing these alarm manual and set point manual，will do help DCS read status of equipment，or help operator set main system engineering data，or simulate the operation condition to complete alarm point examination.

air compressor；alarm set points

TP277

：A

：1672-545X（2017）01-0250-03

2016-10-03

林霞（1978-），女，工學碩士，工程師，從事核電項目第一接口工作。