压缩机在同一大气条件下,喘振时入口压力参数变 化最灵敏,出口

消防自动报警系统线路图如图4所示。

图4 报警系统接线示意图
图4中，接在专线上的报警电话，报警时先拨119，然后拨一个2位数的本机编号，第一位为该报警电话所在的区号（允许有N个区，编号1～N），第二位为报警电话本机编号（允许一个区内有9部电话，编号1～9）。

报警器在接到专线以119开始的报警时，通过RS-232通讯接口将信号送给专用报警器，输出接点信号；报警器在接到由程控总机过来的报警时，不控制专用报警器则无接点输出。

4 应用前景
改进后的油库消防自动报警系统具有反应迅速、全天候工作、易于迅速组织全员参与、可观性强的特点.由于大屏幕灯箱与电话报警器相结合，实现黑夜消防报警，减少了火警信号传递的中间环节，有利于夜晚迅速组织灭火。

目前大型广告灯箱和等离子显示屏制作技术的广泛应用，为油库消防自动报警系统开发提供了广泛的技术支持。

该系统已在抚顺石化公司、沧州石化炼油厂投入运行一年多，未出现故障，可靠性高，取得了良好的经济效益和社会效益。

空气压缩机防喘振改造
宋太浩，胡军红，洪星科
（中原大化集团仪表维修工程公司，河南濮阳457004）
摘要：指出固定极限防喘振系统在实施燃气轮机系统控制过程中存在的问题，并提出问题存在的根源及解决方案。

详细介绍了中原大化集团工艺空气压缩机由固定极限防喘振系统改造为可变极限防喘振系统的方案实施及改造后运行中存在的问题和处理方法。

关键词：可变极限防喘振控制；固定极限防喘振控制；乏气温度；燃气轮机
中图分类号：TP273 文献标识码：B 文章编号：1007-7324（2003）06-0078-03
中原大化集团合成氨厂工艺空气压缩机防喘振控制系统原始设计为固定极限防喘振控制系统，采用5段出口测量流量，调节器为日本横河YS-80 SLCD，德国GAULD公司的控制阀。

改造后为可变极限防喘振控制系统。

采用5段出口测量流量；并增加入口压力、出口压力补偿；引入燃气轮机低压轴转速等；增加了5段出口止逆阀后压力变送器PT-02035；同时进行性能控制。

调节器为美国压缩机控制公司的产品，控制阀为美国Fisher公司的产品，外加1台性能检测计算机直接观察工作点的变化等参数。

1 原防喘振控制系统在运行中存在的问题
1）由于采用固定极限防喘振控制系统，即决定了它只是以防喘振为目的，而不是根据工艺状况调整负荷的大小，不利于节能。

2）由于该厂空气压缩机与燃气轮机可调余量小，不好控制，特别是在工况波动幅度很大时，容易引起停车。

3）工艺空气压缩机是从大气吸入空气，受大气的温度、湿度等的影响很大，而这几个因素都是影响空气压缩机喘振的关键因素。

该机的出口温度基本上恒定于148℃左右，压力基本上恒定在4.5MPa左右，条件比较稳定。

实践证明该厂空气
收稿日期：2003-07-28
作者简介：宋太浩（1976-），男，江苏扬州人，1996年毕业于南京动力高等专科学校自动化仪表专业，现工作于中原大化集团仪表维修工程公司，任助理工程师。

创新与实践石油化工自动化，2003，6：78 AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
压缩机在同一大气条件下，喘振时入口压力参数变化最灵敏，出口压力滞后，因此原控制系统存在调节不及时。

而且由于每次喘振周期与喘振幅度不一致，有时候防喘振系统动作时反而加大了2）中所述的波动。

4）原来的控制阀选型不合适，从开车以来一直不容易控制，并多次发生阀门被焊渣或变形的阀芯密封环卡死，无法打开或关闭；阀门共振引起阀杆断裂，阀芯脱落等故障。

并且多次导致被迫停车或推迟开车。

2 新系统的特点
新系统采用防喘振与性能控制相结合的方法，有以下几个特点。

1）把入口压力与出口压力引入防喘振控制，实现了可变极限防喘振控制，克服了原先的不足。

2）与燃气轮机机组燃气透平的Mark V控制系统结合，从而实现整个机组的性能控制。

3）压力超驰特性可以在工艺需要时提高放空流量，维护工艺需要的压力。

此时能耗过大，不能以节能为目的。

4）采用多个措施来预防喘振的发生，或是迅速弱化直至消除喘振，其过程简述如下。

图1所示的4条曲线中最基本的曲线是SLL，它要根据实际机组喘振实验来确定，一旦确定，其他3条线则根据相应的算法确定下来。

防喘振控制系统根据控制算法确定一个工作点。

根据工作点位置判断工艺状态。

平稳运行时该工作点应处于SCL线上或右边。

该厂工艺空气压缩机正常运行时，防喘振系统由压力超驰（POC）或防喘振PI算法控制。

压力超驰控制是当压缩机出口压力大于设定压力的0.15MPa时进行控制，这时由性能控制器的PI算法控制防喘振控制阀FV-02001，以满足工艺系统对压力的要求。

防喘振PI算法是在压缩机出口压力不大于设定压力的0.15MPa，且工作点在RTL线的右边时起作用。

当工作点在SCL线右边时，是关闭FV-02001的趋势；当工作点在SCL线的左边时，是打开FV-02001的趋势，且离SCL线越远，动作速度越快。

以上两种控制基本满足了正常稳定运行的控制要求。

有时候当系统波动时，工作点移至RTL 线上或左边时，FV-02001的动作是一个幅度为（-25×25DEV）的阶跃，即增大流量使工作点迅速右移，从而不至于系统恶化到喘振。

如果工作点继续左移，以0.48s的周期阶跃开大FV-02001，阻止工作点的左移，直到工作点右移，工作点右移后FV-02001以指数规律衰减，以适应新的工艺状态。

即快开防喘振，慢关适应新工艺。

由于原控制阀的缺点，新系统中采用了Fisher 智能阀。

气路改造主要是为了适应原系统在合成跳车和02机组跳车时，使FV-02001全开。

3.5 材料、备件的准备和预制（略）
3.6 系统的安装和调试（略）
4 运行中发现的问题及分析处理
系统运行时发现，新的防喘振系统和燃气轮机控制系统联合控制时，压缩机五段出口压力一直有一个波动存在。

尽管从理论上讲，燃气轮机控制、防喘振控制、性能控制三者进行优化、联合控制是可行的。

但是在实际运行中存在以下几个问题。

1）燃气轮机本身已经构成了一个复杂的控制系统，它本身存在着很多干扰因素，如燃料压力、燃料成分、负荷的变化，环境温度、压力、湿度的变化等。

运行时控制系统一直在克服这些干扰，稳定乏气温度和低压轴转速。

2）合成氨工艺系统也存在着一些干扰因素，如总碳比的高低、泵的切换、阀门的故障因素等，这些干扰通过工艺空气压力、流量来影响防喘振和性能控制。

3）防喘振和性能控制也有诸如转子转速、空气温度、空气压力和湿度、工艺系统压力等干扰因素。

以上3个原因综合在一起，各个干扰的时间常数和幅度大小不一，特别是有些干扰因素形成了耦合作用。

如果各个控制参数调整的非常合适，可以达到稳定运行的结果，但在实际运行中由于条件太多，燃机、防喘振、性能控制三者的全部参数准确调整是不可能的。

因此，压缩机五段出口的压力一直有一个波动。

但是从一段炉来的原料气和工艺空气进入二段炉，需要二者有一个相对的平衡，才能够同时稳定地、均匀地进入系统。

如果工艺空气一直在波动，会导致合成氨的波动。

甚至停车，得不偿失。

因此决定将它们隔离，让它们各自作用。

另外在投运初期，由于设定的裕量比较大，造成空气放空多，工艺空气不够用的结果。

经几次探索把裕量偏差由24调至12，满足了工艺的需要。

5 结束语
总之，通过了该项目的实施解决了困扰合成氨厂的两大问题，一是FV-02001常年不好用的问题；二是在02机组波动时，防喘振系统及时动作，平衡了燃气轮机、工艺空气压缩机、合成氨系统的矛盾，使它们之间有一个缓冲，降低了波动幅度，减少了波动时间，稳定了生产。

这些年该系统一直运行稳定，为该厂创造了巨大的经济效益
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