富氣壓縮機組是催化裂化裝置中關(guān)鍵機組之一，其功能是將低壓富氣壓縮為凝縮油，從而生產(chǎn)成為液化氣類介質(zhì)。富氣壓縮機的轉(zhuǎn)速控制一般采用電機控制和汽輪機控制。本文結(jié)合實際應(yīng)用介紹Woodward 505調(diào)速器結(jié)合ESD系統(tǒng)控制汽輪機轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)壓縮機負(fù)荷。
系統(tǒng)主要組成為以下4個部分：
①汽輪機：背壓式汽輪機，杭州中能汽輪動力有限公司產(chǎn)品，產(chǎn)品型號：BH25/01。
②富氣壓縮機：離心式壓縮機，沈鼓集團公司產(chǎn)品。
③Woodward505：由汽輪機設(shè)備廠家提供，并完成組態(tài)、調(diào)試。
④ESD系統(tǒng)：ICS Trusted T6300機組控制系統(tǒng)。
本文主要介紹Woodward505調(diào)速器和ICS Trusted T6300機組控制系統(tǒng)的組合應(yīng)用。
機組控制方案
1、Woodward505調(diào)速器和ICS Trusted T6300機組控制系統(tǒng)的組合控制示意圖
2、控制介紹
①ESD系統(tǒng)功能
ESD系統(tǒng)完成整個機組及裝置的聯(lián)鎖邏輯地實現(xiàn)和控制。各類聯(lián)鎖信號包括汽輪機、富氣壓縮機的各個振動、位移、軸承溫度、干氣密封、潤滑油站等信號以及505調(diào)速器輸出的跳閘信號均接入ESD系統(tǒng)，實現(xiàn)機組允啟、聯(lián)鎖停機、聯(lián)鎖切斷、潤滑油泵啟停等功能。停機聯(lián)鎖發(fā)生后，ESD系統(tǒng)輸出信號同時停汽輪機（汽輪機停車電磁閥），關(guān)閉富氣壓縮機入口閘閥、出口閘閥，打開富氣壓縮機防喘振閥，放火炬閥打開一定開度，同時向505調(diào)速器發(fā)送停車信號。
采用3個轉(zhuǎn)速信號接入ESD系統(tǒng)，在ESD系統(tǒng)進行3取2處理后判斷機組運行狀態(tài)。在正常工作中，為方便操作，在ESD系統(tǒng)操作站給出轉(zhuǎn)速給定信號。
②Woodward505調(diào)速器完成功能
505調(diào)速器完成汽輪機手動暖機啟動、轉(zhuǎn)速控制和停機，汽輪機現(xiàn)場調(diào)試及超速實驗。其中暖機啟動模式在程序中進行設(shè)定。轉(zhuǎn)速控制按照505調(diào)速器內(nèi)部固有邏輯和程序經(jīng)比較計算后輸出至電液執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。停機按505控制固有停機模式。
采用兩個轉(zhuǎn)速信號接入505調(diào)速器。
3、信號連接
505調(diào)速器內(nèi)部固有功能較多，接線端子多，實際只應(yīng)用其中一部分。與ESD系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)，選用如下信號：
◆ 模擬輸入(遠程給定信號：4-20mA)
◆ 模擬輸出(轉(zhuǎn)速輸出：4-20mA)
◆ 觸點輸入(ESD系統(tǒng)跳閘信號)
◆ 觸點輸入(允許啟動信號)
◆ 觸點輸入(遠程給定允許)
◆ 繼電器輸出(505跳閘信號)
◆ 繼電器輸出(505報警信號)
◆ 繼電器輸出(遠程給定已投)
◆ 繼電器輸出(505正常)
◆ 執(zhí)行器輸出(4-20mA)
對應(yīng)各信號的功能需對505調(diào)速器進行組態(tài)，一般505調(diào)速器由汽輪機廠家提供，出廠前已進行組態(tài)，并提供最終組態(tài)卡。
4、轉(zhuǎn)速控制
①汽輪機啟動
此步驟完全由505調(diào)速器手動實現(xiàn)。當(dāng)工藝流程具備條件后，ESD系統(tǒng)輸出允許啟動信號。用505調(diào)速器啟動汽輪機，在800rpm保持30min；然后在505調(diào)速器操作面板逐步緩慢提高轉(zhuǎn)速，每次升速為500rpm到2000rpm維持30min；汽輪機臨界轉(zhuǎn)速為4947rpm，越過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速從3900rpm直接提至5600rpm左右。
②切換至ESD操作
當(dāng)轉(zhuǎn)速大于等于一定轉(zhuǎn)速，例如6000rpm時，ESD系統(tǒng)發(fā)出遠程給定允許(觸點輸入)信號；505收到ESD允許給定信號后，505調(diào)速器轉(zhuǎn)速給定信號自動緩慢與ESD系統(tǒng)遠程給定信號靠近，當(dāng)達到一致時，505發(fā)出遠程給定已投信號，此時能夠在ESD系統(tǒng)操作站改變轉(zhuǎn)速給定值。
此步驟主要實現(xiàn)505信號與ESD信號之間無擾動切換。
在應(yīng)用中需注意：依據(jù)505使用手冊，遠程轉(zhuǎn)速給定可以通過505鍵盤、外部觸點或MODBUS來投入或退出。當(dāng)遠程轉(zhuǎn)速給定允許觸點閉合時，此功能生效。在505復(fù)位后或清除跳閘狀態(tài)后，如果該觸點處于斷開，則閉合后允許轉(zhuǎn)速給定生效；如果處于閉合，則將其斷開再閉合，允許轉(zhuǎn)速給定生效。
③汽輪機停機
此步驟由505調(diào)速器實現(xiàn)。
機組從試運、開工至今運行良好。Woodward 505調(diào)速器專用于汽輪機轉(zhuǎn)速控制，應(yīng)用廣泛、可靠、成熟，505調(diào)速器由汽輪機廠家提供有利于初期調(diào)試，可避免不必要的糾紛。如果所選ESD系統(tǒng)能夠滿足汽輪機轉(zhuǎn)速控制要求，可不使用505調(diào)速器，直接將505調(diào)速器的功能在ESD系統(tǒng)中實現(xiàn)，前提是系統(tǒng)必須確保滿足轉(zhuǎn)速控制要求。公司應(yīng)用的ICS Trusted預(yù)留了3個轉(zhuǎn)速輸入信號及輸出卡件，準(zhǔn)備以后進行改造。也可以將505調(diào)速器與ESD系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出信號使用轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇應(yīng)用，更具備靈活性。
作者：邵光明 于秀芳
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