透平膨胀机自动化控制系统
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动。
能量 ， 使 空气 温度进 一步降低 ． 同时产生 的能量 驱动
增 压 压 缩 机 转 动 膨 胀 后 的空 气 绝 大 部 分 直 接 进 入 低
３ ． ２膨胀机停车
（ １ ） 正常停车 ： 正常停车 时 ， 回流 阀 Ｈ Ｃ ４ ０ ４ Ａ逐 渐 调节到全 开位置 ． 入 口导 叶 Ｈ Ｃ ４ ０ ２ Ａ逐 渐 调 节 到 全 关 位置， 关 闭紧急切断阀 ， 膨胀机停车 。 （ ２ ） 故障停车条 件 ： 膨胀 端轴承 温度 Ｉ ＞９ ９ ｏ Ｃ； 增 压
胀 机
以上条件 中有任何一项满足 ， 膨胀机故 障停车 。
Ⅱ¨ 舯 ＾
４防 喘控 制
’ ．
； ： ： 节
图 １ 透 平膨 胀 机 工 艺流 程
流经增压压 缩机的流量太 小 ． 或 者 流 量 小 压 缩 机
出Ｅ ｌ 压力 太高 ． 或者压 缩机 转速太 高或太 低时 。 增 压
坏． 甚至造成重大事故 。 为保 障生产 的安全进行 ， 防止
设 备损坏 ． 透平膨 胀 系统设有 防喘振 保护 ， 用 于 控 制 通 过 压 缩 机 的流 量 和 压 缩 机 转 速 。
４ ． １流 量 控 制
Ｉ 下转第 ６ ２页 ）
自动化 应 用 ２ ０ １ ５ ２期 ｌ ５ ６
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ ０ － ０ ８
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
３ ． ３给水泵最小流量控制回路
在保证锅炉最 小给水流量 的同时 ． 也要保证 泵本
体 的安 全 运 行 。 当循 环水 流 量 建 立 时 ． 给 水 泵 自身 循 环 水 流量 通 过泵 出 口最 小 流 量 调 节 阀 控 制 ． 调 节 阀 指
成。 增压压 缩后 的空气 通过膨胀 ． 消 耗能量 使气体 降 温 。系统 由两 台膨胀 透平组成 。 每台都是 由一套 西门
子Ｐ Ｌ Ｃ和 Ｄ Ｃ Ｓ系 统 相 结 合 控 制 介 绍 透 平 膨 胀 机 的 自动 化 控 制 原 理
图 ２ 透 平 膨 胀 机 硬 件 结 构
３启动与停止条件
３ ． ４给水串级调节回路
给 水 串 级 调 节 回路 ． 其 内 回路 调 节 给 水 流 量 量 特 性 曲线 计 算 的燃 水
减温 器 ． 分别 从左 右两侧 喷水 ． 并且 可以左 右两侧 单
独调节 ． 从 而 降低 烟 气 偏 差 的影 响 。一 级 减 温 器 在 运
供 油温度 Ｉ ＞２ ７ ℃ ：膨 胀端 轴 承温 度 ≥２ ７ ℃ ；回流 阀
Ｈ Ｃ ４ ０ ４ Ａ 全 开 ： 入 口 导 叶 ＨＣ ４ ０ ２ Ａ 全 关 ： 切 断 阀 Ｈ Ｖ ４ ０ ２ Ａ全 关 。
以上条件均满足并且没有 “ 故障停机 ” 信号 ． 画面
上显示 “ 允许 启动 ” ． 才可启 动起 膨胀 机 ． 否 则 无 法 启
发 生 汽 蚀
口集箱上 的两个 温度测点 。 作为 温度修正 。第一级 减
温 器 位 于低 温 过 热 器 出 口集 箱 与 屏 式 过 热 器 进 口集 箱 的连 接 管 路 上 ． 第 二 级 减 温 器 位 于 屏 式 过 热 器 与 末 级 过 热 器 进 口集 箱 的连 接 管 路 上 每 一 级各 设 计 两 只
Ｏ引言
膨 胀 透 平 系 统 是 空 分 装 置 中过 程 空 气 制 冷 的 主 要 设 备 膨 胀 透 平 由增 压 压 缩 机 和 膨 胀 机 两 部 分 构
成。 分别监 控膨 胀透平 的工艺 参数 、 运 行 状 况 和 调 整 人 口导 叶 开度 。 系统 硬 件 结 构 如 图 ２所 示 。
ＤＣＳ 控 制 系 统
透平膨胀机 自动化控制 系统
李 学 波
（ 山 东 莱 钢 集 团公 司 自动 化 部 ， 山东 莱芜 ２ ７ １ １ ０ ４ ）
摘
要： 介 绍 膨胀透 平 系统 的工 艺流程 和 系统结 构 ， 着重 阐述 系统 的防 喘振控 制原 理 。
关键词 ： 透平 膨胀机 ； 自动 化 控 制 ； 防喘振
３ ． １ 膨胀机 启动
允许 启 动条件 ： 机组 供油 压力 Ｉ ＞０ ． ４ ８ ３ Ｍ Ｐ ａ ： 机 组
１透 平膨 胀 机 工 艺流 程
工艺空气 经分子筛 吸附器 Ｍ Ｓ吸附后 ．在进冷箱 前分成两股气流 ． 其 中约 ８ ２ ％的空气直接进入 冷箱 的
主换热器 ： 另 １ ８ ％的空气经 过冷器 。 由增 压 压 缩 机 压 缩 至约 ６ １ ０ ｋ Ｐ ａ 。再 经 过 冷 器 ．在 主 换 热 器 中冷 却 到 约一 １ ２ ５ ℃． 然 后 进 入 膨 胀 机 气 体 通 过 膨 胀 消 耗 自身
压塔参 加蒸馏 ． 一小部分经旁 通进入废气 流 其工艺
流程 如 图 １ 所 示
端 轴承温度 Ｉ ＞９ ９ ℃： 膨胀机转 速 ｔ ＞４ ３ １ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ： 机组供
油 压 力 ≤０ ． ４ １ ４ ＭＰ ａ ： 密 封 气 压 力 ≤０ ． ０ ６ ９ ＭＰ ａ ： 油 泵 电 机 失电 ： 急停停车按钮按下 ： 空压机 、 增 压 机 联 锁 停 膨
２系统硬 件结构
膨 胀透 平 的控 制 系统 由 Ｐ Ｌ Ｃ和 Ｄ Ｃ Ｓ两 部 分 组
作者 简 介 ： 李 学波 （ １ ９ ８ ２ － ） ， 工程 师 ， 从 事 自动化 控 制 系统
的开发 工作 。
压 缩 机 轴 承 所 承 受 的 应 力 会 变 大 ．会 对 设 备 造 成 损
３ ． ５过热 汽温控制 回路
过 热 器 的 蒸 汽 温 度 是 由 水 煤 比和 两 级 喷 水 减 温 来 控 制 的 水 煤 比 的控 制 温 度 取 自设 置 在 过 热 器 出 口 集箱 上的温度测点 、 设 置 在 汽水 分 离 器 前 的水 冷 壁 出
令通过泵 出 口流量测点 经逻辑运算得 出 ． 避免给水泵
能量 ， 使 空气 温度进 一步降低 ． 同时产生 的能量 驱动
增 压 压 缩 机 转 动 膨 胀 后 的空 气 绝 大 部 分 直 接 进 入 低
３ ． ２膨胀机停车
（ １ ） 正常停车 ： 正常停车 时 ， 回流 阀 Ｈ Ｃ ４ ０ ４ Ａ逐 渐 调节到全 开位置 ． 入 口导 叶 Ｈ Ｃ ４ ０ ２ Ａ逐 渐 调 节 到 全 关 位置， 关 闭紧急切断阀 ， 膨胀机停车 。 （ ２ ） 故障停车条 件 ： 膨胀 端轴承 温度 Ｉ ＞９ ９ ｏ Ｃ； 增 压
胀 机
以上条件 中有任何一项满足 ， 膨胀机故 障停车 。
Ⅱ¨ 舯 ＾
４防 喘控 制
’ ．
； ： ： 节
图 １ 透 平膨 胀 机 工 艺流 程
流经增压压 缩机的流量太 小 ． 或 者 流 量 小 压 缩 机
出Ｅ ｌ 压力 太高 ． 或者压 缩机 转速太 高或太 低时 。 增 压
坏． 甚至造成重大事故 。 为保 障生产 的安全进行 ， 防止
设 备损坏 ． 透平膨 胀 系统设有 防喘振 保护 ， 用 于 控 制 通 过 压 缩 机 的流 量 和 压 缩 机 转 速 。
４ ． １流 量 控 制
Ｉ 下转第 ６ ２页 ）
自动化 应 用 ２ ０ １ ５ ２期 ｌ ５ ６
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ ０ － ０ ８
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
３ ． ３给水泵最小流量控制回路
在保证锅炉最 小给水流量 的同时 ． 也要保证 泵本
体 的安 全 运 行 。 当循 环水 流 量 建 立 时 ． 给 水 泵 自身 循 环 水 流量 通 过泵 出 口最 小 流 量 调 节 阀 控 制 ． 调 节 阀 指
成。 增压压 缩后 的空气 通过膨胀 ． 消 耗能量 使气体 降 温 。系统 由两 台膨胀 透平组成 。 每台都是 由一套 西门
子Ｐ Ｌ Ｃ和 Ｄ Ｃ Ｓ系 统 相 结 合 控 制 介 绍 透 平 膨 胀 机 的 自动 化 控 制 原 理
图 ２ 透 平 膨 胀 机 硬 件 结 构
３启动与停止条件
３ ． ４给水串级调节回路
给 水 串 级 调 节 回路 ． 其 内 回路 调 节 给 水 流 量 量 特 性 曲线 计 算 的燃 水
减温 器 ． 分别 从左 右两侧 喷水 ． 并且 可以左 右两侧 单
独调节 ． 从 而 降低 烟 气 偏 差 的影 响 。一 级 减 温 器 在 运
供 油温度 Ｉ ＞２ ７ ℃ ：膨 胀端 轴 承温 度 ≥２ ７ ℃ ；回流 阀
Ｈ Ｃ ４ ０ ４ Ａ 全 开 ： 入 口 导 叶 ＨＣ ４ ０ ２ Ａ 全 关 ： 切 断 阀 Ｈ Ｖ ４ ０ ２ Ａ全 关 。
以上条件均满足并且没有 “ 故障停机 ” 信号 ． 画面
上显示 “ 允许 启动 ” ． 才可启 动起 膨胀 机 ． 否 则 无 法 启
发 生 汽 蚀
口集箱上 的两个 温度测点 。 作为 温度修正 。第一级 减
温 器 位 于低 温 过 热 器 出 口集 箱 与 屏 式 过 热 器 进 口集 箱 的连 接 管 路 上 ． 第 二 级 减 温 器 位 于 屏 式 过 热 器 与 末 级 过 热 器 进 口集 箱 的连 接 管 路 上 每 一 级各 设 计 两 只
Ｏ引言
膨 胀 透 平 系 统 是 空 分 装 置 中过 程 空 气 制 冷 的 主 要 设 备 膨 胀 透 平 由增 压 压 缩 机 和 膨 胀 机 两 部 分 构
成。 分别监 控膨 胀透平 的工艺 参数 、 运 行 状 况 和 调 整 人 口导 叶 开度 。 系统 硬 件 结 构 如 图 ２所 示 。
ＤＣＳ 控 制 系 统
透平膨胀机 自动化控制 系统
李 学 波
（ 山 东 莱 钢 集 团公 司 自动 化 部 ， 山东 莱芜 ２ ７ １ １ ０ ４ ）
摘
要： 介 绍 膨胀透 平 系统 的工 艺流程 和 系统结 构 ， 着重 阐述 系统 的防 喘振控 制原 理 。
关键词 ： 透平 膨胀机 ； 自动 化 控 制 ； 防喘振
３ ． １ 膨胀机 启动
允许 启 动条件 ： 机组 供油 压力 Ｉ ＞０ ． ４ ８ ３ Ｍ Ｐ ａ ： 机 组
１透 平膨 胀 机 工 艺流 程
工艺空气 经分子筛 吸附器 Ｍ Ｓ吸附后 ．在进冷箱 前分成两股气流 ． 其 中约 ８ ２ ％的空气直接进入 冷箱 的
主换热器 ： 另 １ ８ ％的空气经 过冷器 。 由增 压 压 缩 机 压 缩 至约 ６ １ ０ ｋ Ｐ ａ 。再 经 过 冷 器 ．在 主 换 热 器 中冷 却 到 约一 １ ２ ５ ℃． 然 后 进 入 膨 胀 机 气 体 通 过 膨 胀 消 耗 自身
压塔参 加蒸馏 ． 一小部分经旁 通进入废气 流 其工艺
流程 如 图 １ 所 示
端 轴承温度 Ｉ ＞９ ９ ℃： 膨胀机转 速 ｔ ＞４ ３ １ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ： 机组供
油 压 力 ≤０ ． ４ １ ４ ＭＰ ａ ： 密 封 气 压 力 ≤０ ． ０ ６ ９ ＭＰ ａ ： 油 泵 电 机 失电 ： 急停停车按钮按下 ： 空压机 、 增 压 机 联 锁 停 膨
２系统硬 件结构
膨 胀透 平 的控 制 系统 由 Ｐ Ｌ Ｃ和 Ｄ Ｃ Ｓ两 部 分 组
作者 简 介 ： 李 学波 （ １ ９ ８ ２ － ） ， 工程 师 ， 从 事 自动化 控 制 系统
的开发 工作 。
压 缩 机 轴 承 所 承 受 的 应 力 会 变 大 ．会 对 设 备 造 成 损
３ ． ５过热 汽温控制 回路
过 热 器 的 蒸 汽 温 度 是 由 水 煤 比和 两 级 喷 水 减 温 来 控 制 的 水 煤 比 的控 制 温 度 取 自设 置 在 过 热 器 出 口 集箱 上的温度测点 、 设 置 在 汽水 分 离 器 前 的水 冷 壁 出
令通过泵 出 口流量测点 经逻辑运算得 出 ． 避免给水泵