循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)聯(lián)鎖控制功能的實(shí)現(xiàn)

董學(xué)野

摘? ? 要? ? ? ? ? ?本文主要介紹利用Series90-30可編程控制器，實(shí)現(xiàn)循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)聯(lián)鎖控制功能的控制方案及實(shí)施方法。

關(guān)鍵詞：軸位移 軸振動(dòng) 密封水 潤(rùn)滑油

1.引言

天津14萬(wàn)噸乙烯工程EO/EG裝置是采用荷蘭殼牌的氧化法專利技術(shù)，年生產(chǎn)能力為2.2萬(wàn)噸EO，4.4萬(wàn)噸EG。全裝置共有9個(gè)工段，其中循環(huán)氣壓縮工段為該裝置的核心，壓縮機(jī)為美國(guó)AC公司DH3M離心式壓縮機(jī)，聯(lián)鎖控制系統(tǒng)為冗余的Series90-30可編程控制器。循環(huán)氣壓縮機(jī)（ K-201）在大型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的拖動(dòng)下，通過(guò)對(duì)入口物料的壓縮升壓，使物料連續(xù)循環(huán)流動(dòng)，以提高原料的利用率和投入產(chǎn)出比，為裝置連續(xù)化生產(chǎn)提供了源動(dòng)力。然而循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況又與自身的密封水、潤(rùn)滑油、壓縮機(jī)入口的吸入罐的液位、外部工藝條件等諸多因素相互關(guān)聯(lián)，聯(lián)鎖邏輯比較復(fù)雜，控制指標(biāo)比較嚴(yán)格，如果控制系統(tǒng)不靈或出現(xiàn)偏差就會(huì)造成壓縮機(jī)停車乃至壓縮機(jī)本身如：軸密封組件等設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。因此循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)為該裝置的核心的核心，十分關(guān)鍵而重要。

2.循環(huán)氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖控制方案

基于安全可靠，切實(shí)保護(hù)機(jī)組設(shè)備的原則，循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)聯(lián)鎖控制方案由以下兩部分組成：

2.1壓縮機(jī)系統(tǒng)本身聯(lián)鎖控制方案

壓縮機(jī)系統(tǒng)本身聯(lián)鎖控制方案，根據(jù)其組成特點(diǎn)分成以下兩部分：

（1） 壓縮機(jī)的控制

對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪箱和壓縮機(jī)本機(jī)的一些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，并且把壓縮機(jī)軸振動(dòng)、位移，軸瓦溫度等重要參數(shù)引入聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，一旦上述參數(shù)高于聯(lián)鎖值，控制系統(tǒng)馬上動(dòng)作，停止機(jī)組運(yùn)行，以便切實(shí)保護(hù)機(jī)組設(shè)備。

（2） 密封水和潤(rùn)滑油兩套輔助系統(tǒng)的控制

潤(rùn)滑油系統(tǒng)與密封水系統(tǒng)控制方案的原理十分相似。

由于篇幅有限，這里僅就密封水系統(tǒng)聯(lián)鎖控制方案加以說(shuō)明。密封水系統(tǒng)為壓縮機(jī)本機(jī)提供足夠密封水壓力，用以保證循環(huán)氣體在壓縮機(jī)本機(jī)處不泄漏，使循環(huán)氣體在此升壓，為循環(huán)氣體在密閉的工藝管路中循環(huán)參加反應(yīng)提供源動(dòng)力。為此密封水系統(tǒng)配有一個(gè)壓力控制器（PIC-2030），通過(guò)該控制器調(diào)節(jié)PV-2030閥的開(kāi)度，使主機(jī)泵MPK-202A的密封水出口壓力（PG-2006）保持在2.896MPa，以滿足壓縮機(jī)本機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)密封的需要。此外，為了避免壓力控制器失靈或失調(diào)，造成密封水壓力波動(dòng)，用密封水罐對(duì)密封水做進(jìn)一步緩沖，以水罐液位的高低代表壓力的大小，對(duì)密封水罐的液位進(jìn)行監(jiān)控，另外密封水系統(tǒng)配有TIC-2018溫度調(diào)節(jié)控制器，調(diào)節(jié)經(jīng)由EK-202A/B冷卻器的密封水流量，使密封水的溫度保持在32.5～48℃，以滿足壓縮機(jī)正常工作需要。

2.2? 相關(guān)工藝和公用工程條件聯(lián)鎖控制方案

循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行還受相關(guān)工藝和公用工程條件的制約，因此在K-201啟動(dòng)之前保證循環(huán)壓縮回路的暢通。K-201入口緩沖罐（V-204）的液位LSH-204A為75%和K-201入口壓力PSH-207為1.4MPa，即這兩個(gè)參數(shù)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，才能啟動(dòng)K-201，把循環(huán)氣體壓縮升壓到1.862MPa的設(shè)計(jì)值或稍高于設(shè)計(jì)值，壓縮機(jī)系統(tǒng)才能起到應(yīng)有的作用，為循環(huán)氣體在工藝管道中循環(huán)提供源動(dòng)力。

3. 聯(lián)鎖控制方案的實(shí)施原則和聯(lián)鎖控制功能的實(shí)現(xiàn)

3.1聯(lián)鎖控制方案的實(shí)施原則

基于安全可靠、切實(shí)保障機(jī)組設(shè)備的原則，在循環(huán)氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖控制方案的實(shí)施上，著重采取了以下兩方面措施：

1） 提高現(xiàn)場(chǎng)儀表的可靠性

為了避免因現(xiàn)場(chǎng)儀表故障或誤動(dòng)作致使聯(lián)鎖停車，我們不僅對(duì)每個(gè)參與聯(lián)鎖控制的溫度、流量、壓力、液位等現(xiàn)場(chǎng)一次檢測(cè)儀表和開(kāi)關(guān)儀表選用技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定可靠的國(guó)外著名公司的產(chǎn)品外，還分別給他們配備了旁路鑰匙，這樣就進(jìn)一步提高現(xiàn)場(chǎng)一次元件和儀表的可靠性。

2） 提高聯(lián)鎖控制器的可靠性

聯(lián)鎖控制器是聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的核心，我們選用了美國(guó)GE Fanuc公司的整機(jī)冗余的Series90-30可編程控制器做為聯(lián)鎖控制器，這樣就更進(jìn)一步提高了聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的可靠性。

3.2 聯(lián)鎖控制功能的實(shí)現(xiàn)

循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)鎖與諸多因素相互關(guān)聯(lián)，邏輯比較復(fù)雜。根據(jù)其完成的功能不同，整個(gè)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)可分成以下幾部分：

（1）? 密封水系統(tǒng)輔助水泵電機(jī)MPK-202B自啟動(dòng)聯(lián)鎖

（2）? 密封水系統(tǒng)儲(chǔ)水池水溫自動(dòng)控制聯(lián)鎖

（3）? 潤(rùn)滑油系統(tǒng)輔助油泵電機(jī)MPK-201B自啟動(dòng)聯(lián)鎖

（4）? 潤(rùn)滑油系統(tǒng)儲(chǔ)油池油溫自動(dòng)控制聯(lián)鎖

（5）? 壓縮機(jī)緊急停車聯(lián)鎖

（6）? 允許啟動(dòng)壓縮機(jī)聯(lián)鎖

（1）～（4）這四部分的聯(lián)鎖邏輯非常簡(jiǎn)單，比較容易實(shí)現(xiàn)，由于篇幅有限，這里僅就密封水系統(tǒng)儲(chǔ)水池水溫自動(dòng)控制聯(lián)鎖的實(shí)現(xiàn)加以說(shuō)明。用溫度開(kāi)關(guān)TSHL-2017檢測(cè)儲(chǔ)水池的水溫，當(dāng)水溫低于27℃時(shí)，聯(lián)鎖控制器（PLC）的數(shù)字輸出點(diǎn)為MCC提供一個(gè)閉合觸點(diǎn)，電加熱器HET201-2開(kāi)始加熱 。當(dāng)水溫高于32℃時(shí)，TSH-2017的觸點(diǎn)斷開(kāi)，停止加熱。

第（5）和（6）是循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其中壓縮機(jī)緊急停車聯(lián)鎖是允許啟動(dòng)壓縮機(jī)聯(lián)鎖的一個(gè)組成部分，是機(jī)組設(shè)備免于損壞的保證。它由軸振動(dòng)、軸位移等共11個(gè)條件組成，聯(lián)鎖控制器時(shí)實(shí)掃描讀取數(shù)字輸入模件上的每個(gè)聯(lián)鎖輸入條件的狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算與判斷。

當(dāng)有某一個(gè)或多個(gè)輸入條件處于聯(lián)鎖狀態(tài)，則延時(shí)5秒后，緊急停止壓縮機(jī)運(yùn)行。也可根據(jù)生產(chǎn)或操作情況，按下現(xiàn)場(chǎng)輔助盤(pán)的緊急停車按鈕HS-2001，人為地停止壓縮機(jī)運(yùn)行。

允許啟動(dòng)壓縮機(jī)聯(lián)鎖由Series90-30型可編程控制器全面采集壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)，并且時(shí)實(shí)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷。當(dāng)允許啟動(dòng)條件滿足時(shí)，Series90-30將通過(guò)數(shù)字輸出模件，觸發(fā)現(xiàn)場(chǎng)輔助操作盤(pán)上的綠色的允許啟動(dòng)燈亮。這時(shí)按下現(xiàn)場(chǎng)輔助操作盤(pán)上的啟動(dòng)按鈕HS-2003，壓縮機(jī)就可以啟動(dòng)了。

4. 結(jié)束語(yǔ)

天津乙烯EO/EG裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)聯(lián)鎖控制功能的開(kāi)發(fā)使用，提高循環(huán)氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的安全可靠性，該聯(lián)鎖控制系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，聯(lián)鎖動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確，控制功能完全符合設(shè)計(jì)要求。沒(méi)有因聯(lián)鎖控制系統(tǒng)故障而影響壓縮機(jī)運(yùn)行，對(duì)保證EO/EG裝置連續(xù)生產(chǎn)起到了決定作用。