空分配套汽轮机的控制
10万等级空分装置配套国产化空压机组项目管理的风险分析与控制
10万等级空分装置配套国产化空压机组项目管理的风险分析与控制神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目12套101500Nm3/h空分装置中1套配套的主空压机、增压机和汽轮机（以下简称“空压机组”）采用国产化机组，该等级空压机组在国内尚未有业绩，加之项目复杂程度高、界面多、工期短等一些因素，需要在项目管理阶段针对该项目特点，通过分析项目存在的风险，及时识别项目管理中存在的不足和隐患，有效地控制和规避风险。
标签：风险分析；控制；项目管理；国产化；空压机组1 项目研究背景神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目空分装置分为两个系列共12套装置，一系列由林德工程有限公司设计供货；二系列由杭州杭氧股份有限公司设计供货；界面及空压站由中石化宁波工程有限公司设计供货；其中成套商供货范围内11套空分装置配套空压机组采用进口机组，剩余1套空压机组采用国产机组。
该套国产化空压机组由沈阳鼓风机集团股份有限公司设计供货，杭州杭氧股份有限公司成套设计，中石化宁波工程公司承担整体工程设计，需要业主整合各方资源进行项目统筹管理。
2 项目管理中的风险因素分析2.1 神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目10万等级空分装置配套国产化空压机组项目管理的特点（1）采用国产化新技术：为推动我国煤炭深加工产业自主创新和技术升级，稳步推进400万吨/年煤炭间接液化项目国产化技术与装备水平，煤制油12套101500Nm3/h空分装置中1套配套空压机组采用国产机组，由于该等级国产机组装备自主研发、设计和制造能力不成熟，在国内尚未有业绩，增加了该项目技术风险。
（2）界面复杂：神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化空分装置配套国产化空压机组由沈鼓集团股份有限公司设计供货，杭州杭氧股份有限公司提供工艺包和成套供货，中石化宁波工程有限公司承担工程设计，该项目设计、供货界面复杂，设计院、成套商、供货商联系密切，因此需要最大限度发挥各单位间配合协同能力，保证装置系统间的接点条件相互统一，满足装置工艺要求。
大型煤化工型空分设备及其自动控制技术
大型煤化工型空分设备及其自动控制技术摘要随着科技技术水平的快速发展，我国的煤化工企业对于氧气、氮气的需求量急速增长，促使其空分设备自动控制技术不断创新。
研究大型煤化工型空分设备流程组织形式的选择，分析其自动控制特点，探索其发展方向对完善大型煤化工型空分设备自动控制技术意义非凡。
关键词大型煤化工企业；空分设备；自动控制技术中图分类号tb657 文献标识码a 文章编号1674-6708（2012）58-0098-020 引言随着国民经济的飞速发展，我国大型煤化工型空分设备制造业形势一直趋向好的方面发展。
尤其是近年来我国的大型煤化工行业发展更为迅速，煤化工型的空分设备作为其重要的配套服务设备，对于其的要求也越来越高。
自动化控制系统是煤化工型空分设备的非常重要的组成部分，决定空分设备是否能正常运行。
通过研究分析自动化控制技术的特点，有利于自动控制技术的不断提高。
国家应该鼓励开拓与创新，不断地改进我国的大型煤化工型空分设备的自动控制技术，以求能更好地为我国的国民经济的发展作出贡献，造福人类社会。
1 大型煤化工型空分设备流程组织形式的选择大型煤化工型空分设备的流程组织形式很多，选择适合的流程组织形式，不仅可以节约部分投资的费用，还可降低运行能耗，这对投资气体生产的公司来说非常重要。
怎样选择适合的流程组织形式。
第一，应全面地考察一个项目用气的具体情况，包括所需氧氮气之和、氧氮气的温度范围、氧氮气体之比、液体的产量、氧氮气的标准等；第二，应对不同的形式精确计算，计算所耗的能量和确保所要的单元设备有供货；第三，考察流程组织和原来的空分设备的管理系统的兼容情况；第四，还需综合考虑气体产品在工业生产中的整体能耗。
如，某大型煤化工企业在设计空分设备的项目时，比较了氮气增压循环流程与空气增压循环流程所需的能耗，发现选择后者比选择前者能耗降低了310kw。
煤化工项目的主要工艺流程需要的高压氮气温度不小于81℃，假如用空气增压循环系统还需要用低压的蒸汽对高压的氮气加热，能耗约为510kw。
大型空分设备压缩机组汽轮机驱动和电机驱动的比较分析
收稿日期：2016-05-26；修回日期：2016-07-14作者简介：施国凯，男，1984年生，现在液化空气（杭州）有限公司技术部工作。
大型空分设备压缩机组汽轮机驱动和电机驱动的比较分析施国凯，赵伯伟（液化空气〔杭州〕有限公司，浙江省杭州市西湖区学院路28号德力西大厦310012）摘要：分析和比较了大型空分设备配套压缩机组采用汽轮机驱动和电机驱动的特点，根据不同驱动方案的技术特点，从投资、能耗、运行可靠性、业绩和交货周期等多方面进行剖析和研究，得出了具有一定工程指导价值的结论，为未来大型空分设备尤其是驱动方式的进一步优化设计指明了方向。
关键词：大型空分设备；压缩机组；汽轮机；电机；驱动；投资；能耗；运行中图分类号：TH452文献标识码：BComparison and analysis of the turbine-driving and the motor-drivingof compressors set for large-sized air separation plantShi Guokai ，Zhao Bowei（Air Liquid 〔Hangzhou 〕Co．，Ltd．，Delixi Building ，28#Xueyuan Ｒoad ，Hangzhou 310012，Zhejiang ，P．Ｒ．China ）Abstract ：The features of the turbine-driving and the motor-driving adopted in the compressors set necessary for the large-sized air separation plant are analyzed and compared．As per the technical features of different schemes ，they are analyzed and approached from several aspects of the investment ，energy consumption ，operation reliability ，performances ，and delivery period ，and the conclusion of a given engineering guidance value is obtained ，which will guide the optimized design of the future large-sized air separation plant ，especially the driving mode．Keywords ：Large-sized air separation plant ；Compressors set ；Turbine ；Motor ；Driving ；Investment ；Energy consumption ；Operation空分设备大型化发展趋势日益明显，国内空分设备制造企业已有10万m 3/h 以上空分设备的制造业绩，国外甚至有超过15万m 3/h 的业绩。
试论大型煤化工型空分设备及其自动控制技术
试论大型煤化工型空分设备及其自动控制技术摘要：自动化控制系统作为整套空分设备的重要组成部分，与空分设备流程不同，其控制特点也不同。
大型煤化工型空分设备的流程控制特点，分析空压机、增压机、汽轮机三大机组的控制技术、高压氧气阀门的应用技术、高压液氧泵和相关阀门的控制技术以及机组相互关联控制技术。
关键词：大型煤化工型空分设备；控制技术前言在煤化工生产中，空分设备是不可或缺的重要组成部分之一，它的运行稳定与否直接关系到煤化工产品的质量和生产能效。
为进一步提升空分设备的运行安全性和可靠性，可将自动化控制技术合理应用到空分设备当中。
借此，本文就大型煤化工空分设备及其自动化控制技术展开论述。
1、空分设备中的IT CC控制技术在煤化工生产过程中，蒸汽通常采用的都是自产方式，一台汽轮机可拖动空压机组、增压循环压缩机组。
ITCC又被称之为CCS压缩机组综合控制技术，具体是指采用独立于DCS系统的CCS系统对汽轮机、空压机和增压机进行自动化控制。
在这种控制方式下，控制系统中所有与自动化控制功能有关的器件全部通过TUVAK6级安全认证，主要包括内部总线、I/O接口、主处理器、容错装置、系统电源等等。
CCS将自动化控制与连锁保护进行了集成，从而使两者形成了一个有机整体，具体的控制功能有机组负荷自动调节、防喘振控制、汽轮机调速、回路控制以及程序控制等等。
借助CCS系统的操作站，可对机组中相关的单元设备进行远程启停，同时还能进行监控和报警，不仅如此，利用工业以太网，还能实现与DCS系统之间的数据通信，由此使得整个控制过程更加有效。
2、空分设备中的自动变负荷技术2.1、自动变负荷技术该技术根据后续用氧的负荷变化对氧气量进行设定，自动调整空压机入口导叶，进而达到调节空分设备回路、流量、液位的目的，并在规定时间内使氧气产量达到要求。
自动变工况需要在预测阶段人为设定空分设备需要的液氧量，并对设备回路进行调节，如调整膨胀机的膨胀量，以保证液氧量达到设定量要求。
空冷系统组成及运行控制措施
空冷系统组成及运行控制措施气化中心工艺工程师辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 123000直接空冷凝汽器（air cooled condender system,以下简写ACC）是指汽轮机的排气直接进入ACC，通过蒸汽与空气的热交换来冷凝汽轮机的排汽，以维持汽轮机的低背压。
近年来，ACC被作为辅助系统广泛应用于石化行业。
1 ACC组成及控制要素ACC一般由空冷凝气单元（管束及风机），抽真空系统，凝水系统，仪电控系统及附属连接件等组成。
图1 空冷系统简图1.1空冷凝气单元空冷凝气单元主要包括管束和风机。
汽轮机排汽通过排汽管线直接进入空冷器管束，与由底部风机送的空气进行换热后的凝结水进入热井再送往下一工段。
操作风机时应注意汽轮机的排汽压力、空冷器凝结水温度及不凝气温度的变化。
在正常运行时以上参数与风机转速成反比，即风机转速越高，强制送风越多，蒸汽冷凝越快，排气压力越低，此时汽轮机效率越高。
而环境温度较低、排气压力高时，还应参照凝结水的温度，若凝结水温度过低则不应使用增加风机转速的方法来降低排汽压力，误操作风机将造成冻堵现象。
应及时查明排气压力高的原因，再进行调整。
排气压力高的原因一般有两种情况，一是风机转速低，换热量小，同时体现凝结水温度高；二是空冷管束部分可能存在漏气，外部空气漏入，导致排气压力高。
1.2抽真空系统及凝结水系统抽真空系统以维持汽轮机运行状态下的真空，及时抽出排汽中的不凝结气体（如空气），以防止不凝气在空冷器内积聚，占据管束换热面积，使排汽冷凝能力下降，汽轮机排汽压力升高、效率降低。
系统从逆流换热管束顶部的抽气口中将ACC中的不凝结其他与少量蒸汽一起抽出，再经抽气器两级冷却最终排入大气。
凝结水系统由热井和凝结水泵组成，ACC中凝结下来的凝结水靠重力自流送入热井，在由凝结水泵加压外送。
在运行过程中应注意空冷器凝结水的温度，过高将造成水泵的汽蚀，另外水温过高会降低水泵的使用寿命。
1.3管道系统管道系统作为设备间连接传送介质物料的重要组成部分。
案例丨某厂空分机组汽轮机轴位移问题分析
案例丨某厂空分机组汽轮机轴位移问题分析1. 设备概述该空分机组由汽轮机驱动，工作机包括空压机和增压机。
其中，汽轮机型号为NKS50/63/28，空压机型号为RIK100-4，增压机型号为RZ35-7。
机组调速范围为4238r/min~5933r/min，额定运行转速为5650 r/min。
汽轮机进汽压力为3.72MPa，进汽温度为430°C，排汽压力为0.016MPa。
推力轴承型式为金斯伯雷，轴位移报警门限为±0.50mm，联锁门限为±0.70mm。
图1 机组总貌图2. 故障现象机组正常运行期间，各设备振动幅值均不高，其中汽轮机振动值保持在15μm左右，空压机振动幅值低于15μm，齿轮箱高、低速轴振动幅值均在15μm以下，增压机振动幅值在30μm，总体振动幅值趋势均比较平稳，从相关图谱评估，振动表现无异常。
机组中修后，自2020年2月15日起开始启机运行，起初各监测参数均比较稳定，但在一周后，汽轮机轴位移出现了缓慢变化的趋势，两通道轴位移数值分别从-0.12mm和-0.20mm缓慢变化，一直到2020年7月4日停机时，汽轮机轴位移数值分别变化至-0.45mm和-0.56mm，累计变化范围达到0.35mm，触发报警门限。
在此期间，汽轮机主推力轴承温度也有同步变化，从65°C缓慢上涨至80°C左右。
而同一时间段内，监测的压缩机低压缸和高压缸轴位移数值和推力轴承温度均无明显变化。
图2 汽轮机轴位移趋势图3. 故障分析及结论查看此时间段内，查看汽轮机轴位移传感器的GAP电压趋势，两通道GAP电压值分别从初始的-11V和-12V左右变化至-13.5V和-14.5V，变化范围达2.5V左右，经过计算，GAP电压值的变化量与位移值的变化基本吻合（1V对应125μm），评估此数值变化为设备真实轴位移数据，排除仪表方面的异常因素。
图3 汽轮机轴位移探头GAP电压趋势图另外，从GAP电压数值的变化上看，表现为位移盘在逐渐远离传感器探头，结合机组的结构和传感器布置位置，判断转子在向着主推力方向缓慢变化。
空分装置中汽轮机的ESD逻辑控制改进
三 、 改造 方 案
为 了提 高 系统 的 稳定 性 ，将 Ｔ Ｅ ３ １ ０ ８ 一 Ｈ Ｈ的 逻辑 由 ２选 ｌ改为 ２ 选２ ；Ｔ Ｅ ３ １ ０ ９ 一 Ｈ Ｈ逻 辑 由 ２选 １改 为 ２选 ２ ；Ｔ Ｅ ３ １ １ ２ 一 Ｈ Ｈ逻 辑 由 ２
选 ｌ 改 为 ２选 ２ ；ＶＳ 一 ３ １ ０ ８ 逻 辑 由 ４选 ｌ 改为 ２ 选 ２ ；Ｖ Ｓ 一 ３ １ ０ ６逻 辑 由 ４选 １ 改为 ２ 选２ ；Ｚ Ｓ 一 ３ １ ０ ５ 逻辑 由 ３ 选 ｌ 改为 ３ 选 ２ 。修 改 的逻 辑
关键词 ：空分设备 汽轮机 逻辑分析 体会
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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ｉ ｃ ，ｔ ｈｅ ｌ ｏ ｇｉ ｃ ｈａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ・ Ｍｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｓ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｔｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏｄ ｕｃ ｅｓ ｔ ｈｅ ｔ ｕ ｒ ｂｉ ｎｅ ｓ ｔ ａ ｒ ｔ —ｓ ｔ ｏｐ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｏｇ
年月 童 霞
２ ０ １ ３
一
中国化工贸易
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
８
空分 装 置 中汽 轮 机 的 Ｅ Ｓ Ｄ逻辑 控 制 改进
李国栋 权春明
（ 滕州 中盛化 工有 限公司 。山东滕 州 ２ ７ ７ ５ ０ ０）
摘 要 ：本 文介绍 了汽轮机启停逻辑控制要 求，该逻 辑 已 在 实际 中调试并应用。现在 空分设备 中多采 用汽轮机控制 ，为 了满足 工艺系统的要 求 和保证机 组安全可靠运行，汽轮机组设 置了以下调 节及 自 动保护 系统 ，通过最少的人 工干预 ，使机组达到要 求的 目 标。
6万空分压缩机技术协议-汽轮机
项目名称：机组名称：设备位号：技术附件买方：****公司设计方：****公司卖方：沈阳透平机械股份有限公司第一部分：离心压缩机技术附件目录第1章压缩机组总体说明第2章供货范围第3章备品备件清单第4章专用工具清单第5章主要零部件材质清单第6章主要配套件分包商清单第7章设计制造中采用的标准第8章检验和试验第9章机组的性能保证第10章设计分工、图纸资料交付及协调会第11章公用工程消耗清单第12章售后服务及培训第13章包装及运输第14章产品涂漆附件1.现场条件及公用工程规格2.仪表部分第1章压缩机组总体说明1.1离心压缩机1.1.1机组概况1.1.1.1该压缩机组用于***公司6万空分装置；1.1.1.2户外安装，有顶棚，无采暖；1.1.1.3压缩机和驱动机布置在二楼，润滑和控制联合油站、气体冷却器等辅机布置在一楼，润滑油事故停车高位油箱布置在机组回转轴线上方约6米处。
1.1.1.4驱动机型式：汽轮机1.1.1.5旋转方向：从驱动机侧向空压机看，空压机叶轮转向为顺时针。
从驱动机侧向增压机看，增压机输入轴转向为逆时针。
驱动机转向协调会双方最终确定。
1.1.1.6流量调节方式：入口导叶+变转速1.1.1.7底座：压缩机采用单独底板，汽轮机单独底座。
包括防滑盖板、地脚螺栓、调平垫块和不锈钢垫片，地脚螺栓采用基础贯穿式。
底座两端至少对置安装2个接地接线柱。
1.1.1.8联轴器与护罩：联轴器：膜片式（叠片式）护罩：全封闭无火花铸铝式1.1.1.9公用底座范围内的全部管线交接到底座边缘，并带有配对法兰、螺栓、螺母、垫片。
公用底座内的全部仪表，包括接线盒的配线以及至机旁盘的保护管，接到底座上的开架式仪表盘。
1.1.2压缩机主要技术参数：详见离心压缩机数据表1.1.3压缩机概况：1.1.3.1空压机结构特点说明：1.1.3.2.1机型：1.1.3.2.2型式：水平剖分焊接机壳1.1.3.2.3轴承型式：径向轴承：可倾瓦式，水平剖分，带埋入式测温元件。
空分设备配套汽轮机叶轮结垢原因及处理
７７６２ ｒ／ｍｉｎ
转 速／ （ｒ／ｒａｉｎ）
６４００
６５００
６４２０
转 速 范 围
进 气 压 力
正 常 最 大
进 气 温 度
正 常 最 大
排 气 压 力
抽 汽 器 汽 耗 量 （抽 干 气 量 ）
一 级 二 级
启 动 时
冷 凝 器 冷 却 面 积
冷 凝 器 耗 水 量
１ 汽轮 机技术参数
中化 吉林 长 山 化工 有 限公 司在 ２００３年 技 术 改
造升 级 中 ，为空 分设 备配 套 了 由杭州 汽轮 机股 份有 限公 司 生 产 的 全 凝 式 汽 轮 机 ，采 用 ５０５Ｅ调 速 装 置 ，结 构 紧凑 ，操作 简单 ， 自动化程 度高 。汽 轮机 技术参 数 见表 １。
ＲＵ Ｚｈｉｓｈａｎ （Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｄｉｓｐａｔｃｈ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｉｎｏｃｈｅｍ Ｊｉｌｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａｎ Ｔｏｗｎ， Ｓｏｎｇｙｕａｎ １３１１０９，Ｊｉｌｉｎ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｔｅａｍ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｓｃａｌｅ ｉｎ ｉｍ ｐｅｌｌｅｒ ａｎｄ ｐａｓｓｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｕｒｂｉｎｅ ｃｏｍ ｐｌｅｔｅｄ ｆｏｒ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｌｏｗｅｒｓ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｏｆ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｉｍｐａｉｒｓ ｔｈｅ ｎｏｒｍａ ｌ Ｆｕｎ ｏｆ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ． Ｔｈｅ ｓｃａｌｅ ｉｓ ｒｅｍｏｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｂｏｉｌｉｎｇ ｃｏｏｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｗｅｔ ｓｔｅａｍ ＳＯ ａｓ ｔｈｅ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｒｅｃｏｖｅｒ ｔｏ ｉｔｓ ｎｏｒｍ ａｌ ｌｏａｄ．Ｈｅｒｅ，ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｍｐｅｌｌｅｒ ａｎｄ ｐａｓｓｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｏｆ ｂｏｉｌｉｎｇ ｃｏｏｋｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ；Ｔｕｒｂｉｎｅ； Ｓｃａｌｅ；Ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｔｅａｍ ；Ｂｏｉｌｉｎｇ ｃｏｏｋｉｎｇ
空分装置的控制系统及应用
空分装置的控制系统及应用陈松华【摘要】呼伦贝尔金新化工有限公司 5080 工程项目3.6×104 m3/h空分装置采用目前世界上较为先进、可靠的自动控制系统.结合该项目空分装置的工艺特点,介绍了机组控制、防喘振控制、汽轮机控制的方法;提出了自动控制系统的总体配置方案;介绍了选用DCS,ITCC,Bently3500,Woodward203等控制系统的硬件配置特点和优越性.该套装置采用的各控制系统具有先进性和可靠性,配置值得推广.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2010(046)006【总页数】4页(P24-27)【关键词】空分装置;压缩机;防喘振控制;控制系统;振动监视【作者】陈松华【作者单位】中国五环工程有限公司,武汉,430223【正文语种】中文【中图分类】TP273呼伦贝尔金新化工有限公司5080工程项目生产能力为合成氨500 kt/a,尿素800kt/a。
其配套国产空分装置的生产能力达到氧气3.6×104m3/h,氮气7.74×104m3/h,液氮1 400 m3/h,工厂空气4 900 m3/h,仪表空气3 500 m3/h。
该空分装置由开封空分集团有限公司总体成套提供,其配套的空压机采用西安陕鼓厂生产的空压机、齿轮箱与增压机组合在一起的复合式空压机组,由杭州汽轮机厂提供的汽轮机拖动;氮压机采用沈阳鼓风机厂生产的氮压机、齿轮箱与增压机组合在一起的复合式氮压机组,同样由杭州汽轮机厂提供的汽轮机拖动;两套空气增压透平膨胀机中,一套为国产机组,一套为进口机组;仪表空气压缩机采用上海复盛公司生产的机组。
整套空分装置采用DCS控制,机组操作、监控和联锁采用 ITCC控制系统,机组机械保护采用Bently 3500系统,机组超速保护采用Woo d Ward 203“三取二”超速保护系统,仪表空气压缩机采用PLC控制。
由于空分系统的工艺复杂、各子系统间联系紧密、设备风险大,因此要求控制系统稳定可靠、操作方便、自动化程度高。
汽轮机运行危险点控制措施
2、当轴向位移超过保护值时，串轴保护不动作，应迅速破坏真空停机。
9、水冲击
1、破坏真空紧急停机。
2、准确记录惰走时间，充分盘车和疏水。
10、不正常振动和异音
1、采取降低负荷方法直到振动消除为止。
2、无法消除振动，且振动超过保护值应破坏真空紧急停机。
11、汽轮机超速
1、立即紧急停机。
2、检查各主汽门、调速汽门关闭，各抽汽电动门和逆止门关闭。
12、厂用电全停
1、确证厂用电已消失，立即减负荷到零，维持空负荷运行。
2、拉开转动设备联动及操作开关。
3、当真空低于0.053MPa时，打闸停机。
13、失火
1、紧急故障停机。
2、维持转速300r/min运行，进行处理。
14、运行中管道破裂
根据漏泄点采取措施，保证人身、设备安全
2、检查排汽装置水位及高、低压加热器水位是否过高或满水。
3、检查锅炉汽包水位、主汽管道疏水。
四、除氧器启、停及运行维护
1、除氧器超压造成设备损坏及人员烫伤
1、及时调整除氧器内部压力到规定范围内。
2、联系化学人员调整排污量。
3、调整除氧器汽源，检查水位调整器是否正常
2、含氧量增加造成设备损坏
1、开大排氧门。
4、启动过程机组应正常，当振动大时停止升速，不返回应打闸停机查明原因。
5、启动过程中，汽温急剧下降应打闸停机。
6、抽真空前必须连续盘车。
6、机组冲动过程中的振动
迅速平稳地通过临界转速。
7、机组冲动后盘车脱不开
设专人监护，当盘车未能自动脱开时，立即打闸紧急停机。
8、机组定速后停止交流润滑油泵时，润滑油压下降
15、测机组各轴承振动过程中的人身伤害
ITCC系统在大型空分设备空压机组中的应用
收稿日期:2009207228作者简介:刘志云,女,1976年生,工程师,1999年毕业于河北科技大学工业自动化专业,现在中国石化宁波工程有限公司从事设计工作。
ITCC 系统在大型空分设备空压机组中的应用刘 志 云(中国石化宁波工程有限公司,浙江省宁波市高新区院士路660号 315103) 摘要:简介齐鲁比欧西45000m 3/h 空分设备的控制情况,分析用ITCC 系统对空压机组进行控制的方案,重点阐述TS3000控制系统在控制蒸汽轮机驱动空压机组时的防喘振控制、调速功能和超速保护功能、耦合控制以及联锁保护功能等方面具有的特点。
关键词:大型空分设备;压缩机;ITCC ;TS3000中图分类号:TH452 文献标识码:BApplication of ITCC system in air compressor set of large scaleair separation unitLiu Zhiyun(S i nopec N i ngbo Engi neeri ng Co.,L t d.,660Y uanshi Road ,High 2tech Zone ,N i ngbo 315103,Zhejiang ,P.R.Chi na )Abstract :The situation of the control system for a 45000m 3/h air separation unit at Qilu BOC is briefly introduced.The control scheme of air compressor with a ITCC system is analyzed.Emphasis focuses on the characteristics of a TS3000control system for a stream turbine to drive an air compressor unit ,such as anti 2surge control ,speed regulation function ,overspeed protection function ,coupling control ,interlock protection ,etc.K eyw ords :Large scale air separation unit ;Compressor ;ITCC ;TS3000 透平压缩机组综合控制系统(Integrated Turbine &Compressor Control ,简称ITCC )与传统的压缩机组控制方案相比,具有可靠性高、功能强大、组态灵活、易操作等优点,是集机组的防喘振控制、蒸汽轮机调速控制、性能控制、耦合控制、自保联锁逻辑控制、PID 控制等为一体的综合控制系统。
特大型空分汽轮机主蒸汽管道黄金口对接精度控制方法
主体管道试 压 、吹扫结 束 ，且 汽轮机组 已经找平 、找正 后进行 ，这部分 管道的安装直接影响与汽轮机的对接法
兰的安装 精度 。
了用水 ， 解决了水源与排放的难题 ， 又提高了工效， 缩短了
工期 ， 节省了盲板 、 阀门等材料。
附 图４ 试 压 专用 短 管 制作 图 （ 不 同管 径 管 道 之 问用 ）
４ 结论 。
我们在峰峰集 中供热Ｔ程 中推广采用该技术 ，补偿 器避免 了承受轴 向应力 ，因此不需要考虑补偿器加 固问
具试 压条件后 ， 将Ｂ 段管 道 内的水再 注Ｎｃ 段 管道 内，
管道Ａ、 Ｂ 之间的专用短管２ 就可割下安装到Ｄ 、 Ｅ 段 之问。
如果Ｄ 段与Ｅ 段管径不同， 在短节一端加一变径即可， 见 附 图４ 。 管道泵与旁通 系统通过法兰连接 ， 如果靠 自 流就可实 现排水与注水工序， 管道泵就可不安装。 如此循环， 即节约
２施工工艺要求及注意事项
２ ． １ 汽 轮机 转速 高 ，对接 法兰安 装精 度要 求 高 ：
自由状 态下法 兰 的平 行偏差 应 ≤０ ． １ ５ ｍｍ；径 向偏 差应 ≤０ ． ５ ０ ｍｍ。汽轮机蒸汽入 口管安装 的好坏将直接影响汽 轮机 能否正常运行 。若安装不合格 ，管道的应力会传送 至 汽轮机 本体 ，使汽轮机产生 位移甚至变形 。严 重时 ，
３ ＃ 焊 口应 进行 １ ０ ０ ％射线检测及 １ ０ ０ ％超声波检测 。
法 兰会 密封不严 ，出现蒸汽泄漏现象 。
２ ． ２吹扫需在３ ≠ ｝ 焊口 （ 见 图１ ）处接临时管道通往室
３ 施工工 艺介绍
DCS系统对空分设备三大机组控制的实现
DCS系统对空分设备三大机组控制的实现发布时间：2021-07-28T09:44:21.750Z 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：胡极苍[导读] 文章以莱芜盈德气体有限责任公司25600 Nm3 / H空分装置的控制原理为例展开分析，阐述了在DCS系统上实现空分装置三大机组自动控制的具体方案，希望对业内相关人员有所帮助。
莱芜盈德气体有限公司胡极苍山东莱芜 271100摘要：文章以莱芜盈德气体有限责任公司25600 Nm3 / H空分装置的控制原理为例展开分析，阐述了在DCS系统上实现空分装置三大机组自动控制的具体方案，希望对业内相关人员有所帮助。
关键词：空分设备；空压机；DCS 系统；自动控制1概述莱芜盈德气体有限公司25600 Nm3 / H空分装置采用带空压机和电动增压器的汽轮发电机组，通过采用DCS监控系统。
计算机运行控制管理系统采用LCD和键盘操作界面，实现了运行控制和自动联锁三个监控单元，实现了正常运行的三个必要条件，采用控制和自动联锁三个监控单元，实现自动检测、监视和控制三个监控单元的正常运行，具有顺序控制和自动安全保护功能。
Foxboro智能自动控制系统的原理是自动控制，用于自动完成三个单元的控制操作。
三个控制单元自动控制的主要功能包括油泵启停控制、凝结水的液位自动控制、凝结水水泵控制，进气导叶和吸气压缩机的控制，防喘振系统的控制，自动增压和自动联锁控制。
控制压力联锁系统涉及的主要参数包括：压缩机组的机械振动、排量、温度、油压、凝结力、水位，以及卧式压缩机进口喉部的控制压差，进气温度和排气温度及压力的控制。
2控制方案2.1进口导叶控制进口导叶控制以空压机+增压器的进口导叶打开80°作为启动条件。
当汽轮机一阶升温时，空压机+增压器进口导叶的开度自动降低到20°，此时准备进入加速阶段。
由于冬季气候寒冷，昼夜日照温差大，空压机导叶进口峰值温度为-25℃或以上，进气扇导叶的最大开度一般不受太大限制；当入口温度峰值低于-25℃, 进口风机导叶的最大进口开度将直接受到进口温度值的限制，如下图1所示。
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关挂词：汽轮机；盘车； 凝结水位；凝结水泵；速关阀
汽轮机作为主要动力源具有环保节能特性 ，近
１ 盘车逻辑
盘车对于整个压缩机组都是至关重要的 ，机组
几年逐渐被各个领城所接受和使用， 而且已经成为 一种趋势。 黑龙江省浩良 河化肥厂１ ０耐／ 项目 ８０ ｈ ０ 的机组动力源采用杭州汽轮机厂的汽轮机。由于该 项目是国内首套全部采用国产设备的组合式压缩机 组，汽轮机的平稳运行对整体空分的稳定起到关键 性的作用。以下是笔者在试车过程中对汽轮机的控
本套空分控制系统选用的是 Ｈ Ｎ Ｙ ＥＬ Ｏ ＥＷ Ｌ 的 ＴＳ０） Ｐ３Ｄ 系统，对机组控制主要是通过 Ｈ Ｎ Ｙ ＯＥ－
ＷＥＬ中的逻辑和 Ｃ 程序实现的。 Ｌ Ｌ
Ｚ１０汽轮机流关 Ｓ０２
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断电 （ 保持约．） ③上述①、②反复进行，直至 ８； ｓ
停止盘车。具体逻辑见图 ｔ ｏ
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Ｌ Ｃ ５ １日 侧洲Ｎ Ｉ ６２ ． 川．
收稿 日期 ： ０４ ８ ９ ２０－ － ００
作者简介：周凤华 （ ７ － １９ ９
２０ 年中国计盆学院电信系毕业．现为中国空分设备公司自动化工程部仪表工程师 ０２
夏获 ３会气 总第 四全 大论 纽 芬 ＊ 盆 体 网 十 次 网 会 文 ｝ 流
安装运转
于设定 Ｓ 值时，回流阀关．送出阀开；液位低于 Ｐ 设定 Ｓ Ｐ值时，回流阀开、送出阀关。凝结水位低 至报警下限时，逻辑保护控制到两个阀的 。ｅ ａｏ ｆｐ
翻
８ ２
周凤华 。刘会平 。冯宝忠 ：空分配盆汽轮机的柱制
安装 运转
Ｔ Ｓ １０ Ａ ＩＡ ０ １
Ｔ Ｓ ｌ０Ｂ ＩＡ ０ １ Ｔ Ｓ １０ Ａ ＩＡ ０２ ＴＳ １０ Ｂ ＩＡ ０ ２
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制的部分总结。
为燕汽驱动，若主轴冷却不够彻底，容易受力不均 而奄曲，电动盘车可使整个机组均匀散热。 盘车动作原理：通过电磁阀的通／ 、 断，使油缸 活塞进／ 回油，实现活塞上下移动，活塞杆带动齿 轮，对汽轮机进行盘车。ＤＳ Ｃ 实现的逻辑 （ 通过程 序实现） ①电磁阀通电 （ ： 保持约 １ｓ；②电磁阀 ２）
设ｔ专栏有 ：专题综述
业产品广告，为中国同内制权厂站必备，低沮部门必盆。 ０２ 期起对海外发行， 热忱欢 本刊为双月刊，全年６ 期。在中国国内的发行ｔ为３力册，订阅者谊布全国。自２０ 年第 Ｉ “ 迎海外读者订阅、投稿、刊登信息与广告。
主办单位：杭州制筑机研究所 编辑出版：杭州制暇机研究所深冷技术杂志社
值 ，即回流 阀全开 ，送出阀全关 ，直至液位下限开
周凤华，刘会平．冯宝忠：空分配琶汽轮机的控制
关恢复正常。这样设置逻辑触发速度快，令阀门及 时动作，保证工况以最快的速度恢复。汽轮机有两 台凝结水泵同时参与调节，１ ， 凝结水泵互为 ＇ ＇ ２ 备用，正常时运行 １ 泵，当凝汽器液位到达高限 ． 时，另一台立即自动起动，两台同时运行。直到液 位低至设定低限时停 ２ 泵．可 以迅速调节工况变 － 化大时凝汽器液位居高不下的情况。 另外，在汽轮机的凝结水位的控制调试中，开
安装运转
空分配套汽轮机的控制
周凤华 刘会平 ．冯宝忠
６ 号 ３００ １ ４ ０ （ 中国空分设备公司 杭州市东新路 ４２
８０ ｈ ０ 摘要 只龙江省浩良河化肥厂 １ ０耐／ 空分装！采用的是由汽转机同抽带动高低压缸的内 其在国内尚属首套。以下具体介绍笔 者在汽轮机控制过程 中的部分总结。 压 编 流程
圈１ 帆组盘车砚辑
Ｓ ７４ Ｖ １１
（）盘车起动条件： １ ①速关阀全关 Ｚ１ ２ Ｓ０ 为 ０ ＂ ０ ②润滑油压 Ｐ Ａ０９ ． Ｍ ａ ｏ ， ｎ Ｉ １ ＞ ３ Ｐ；③汽轮机 Ｓ ４ ００ 转速 Ｓ ０１ ｒ ｉ ④中控室停盘车泵软按钮 Ｉ ０ ＜ ｍ ； ｌ ５ ｎ ／ Ｈ １ ９ 停盘车泵） Ｓ０ （ ０ ０ 。当 Ｉ ３ 一 的条件不满足或 Ｈ１ ９ Ｓ ０ 手动停泵时， ０ 盘车泵停止。 （）盘车起动。现场就地盘和中控室均可开停 ２ 盘车。当盘车泵运行信号反馈回 后， 按任何一个开
压力调节要求的转魂比 空压机大时， 高值选择器就 选择增压机的压力标准，把转速提高．空压机的压 力也随之增大， ・ 然后通过调节 （ 关小）空压机进口 导叶及调节 （ 开大）出口放空阁开度使空压机出口 压力称定。汽轮机实际转速围绕转速设定值进行徽
调。
４ 汽轮机转速控制
根据压缩机厂要求， 汽轮机转速控制由空压机
圈 ２ 扭摘水系自拐动邃辑
３ 汽轮机允许起动逻辑
汽轮机中控室允许起动即允许信号送至 ＬＰ Ｃ 和５５ ０ 机旁盘，当汽轮机、空压机、增压机各点状
态都满足条件．速关电磁阀失电，现场开速关阀， 如图３ 所示条件都满足后，送出允许信号至５５ ０， 现场方可升速。需注意的是速关阀全开后速关油压 才能建立 ，但速关油压同时又是汽轮机联锁的一个 条件，速关油压不满足速关电磁阀逻辑控制不能失 电，故在逻辑中将速关油压信号和速关阀全开信号 “ ， 与” 起动条件满足， 如图４ 所示。
地 址：杭州布反山门外东新路３ ８ ８号
邮 ： １０４ 编 ３００
社 长：边班
主 边珑 缩： 贵 编：金两群 李奇 电 ０７ － ５７５２ ５６２５ ８８９３ 话： ５１ ３２２ ８８９３ ． ６２ ８ ５ ６
传 ０７ 一 ５７４２ 真： ５１ ８３ ４ ２
Ｈ １０ ． Ｌ Ｓ ０５Ｐ Ｆ Ｖ
始时，根据厂家建议送出阀预设开度手动控制．回 水阀用凝结水液位自动控制。按 以往经验 Ｋ值设 定为３ Ｔ 设定为０９ ， Ｉ ．。当投人调节后，凝结水位 在工况波动略微大些时调节速度就跟不上 ，备用凝 结水泵频萦起动，凝结水位波动很大。后来经过观 寮并和杭汽现场人员沟通 ，把比例渐渐调大，积分 渐渐调小， 最后在 Ｋ 值为 １， 为 ０５ ０ Ｔ １ ． 时比较稳 定， 液位调节波动范围仅 一２ｍ ，只有在工况变 ０ｍ 动很大时，备用凝结水泵才会起动。虽然 Ｋ值和 Ｔ 值远远超过了以往的经验设定范围。但经观察， Ｉ 这样的参数下凝结水位控制得非常稳定 。
和增压机出口压力进行高选，然后艳出调节度至 ５５ ０ 调速器。具体设ｆ了两个压力调节器， 若空压 机压力调节要求的转速比增压机大时，高值选择器 就选择空压机的压力标准， 把转速提高， 增压机的 压力也随之增大，然后通过润节 （ 关小）增压机进
口 并度 增 机出口 力毯 同 若 机 阀 使 压 压 定。 样， 增压
Ｓ３０ ５５ Ｉ０１ 转该 ０
Ｈ ９ ｋ 。０ｒｈ Ｓ Ｄｉ＊ １ Ｃ ０／ ，５Ｐ Ｓ ｍ ｎ ＨｆＤ 塔电 Ｓ１Ｃ 车机 ＩＡ藉 １ Ｓ Ｏ ０
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盘车电机
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ｚ ｉｍ （ 拍） ｓｏ 路及 Ｚ １０ （Ｓ ８ ） Ｓ ０２ ５７ Ｚ
速关阔全开指 示 速关阅 全关拍 示
停机联锁
Ｕ１０ ｌ ｓ （ Ｚ０２ ｏｌ ｋ ）
ＳＳ０４ｖｆ Ｏ １０． ｌ ｖ
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盘车电 机运行 信号 持烟ｍ 运行
Ｆ １ ６主 压机 振调 润 Ｚ ０ 空 防吃 节 全开 Ｈ６ ＦＨ０ Ｚ１７ 增压机 ３ 肪咄振回流阀 全开 ＰＳ１ ９ ＩＡ０ ４ 润淆油压力〕 ． ａ ０ ５Ｐ ２１ １
． ． 份， ￣ 刁一 劝 ‘ 门， Ｊ ， ， 月 ，门 ， 目 － 劝 ￣ ４ 一 门 ￣ 门 ． ４ 一 ４ ．“ ”． 曰 ￣ ｊ 一 心 一 心 ．” ￣ 心 ￣ 确 ， 一 一． ． ．． 一 ． 闷
行的保障。
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一 一 一 一一 一 － 一 一
盘车按钮均可起动盘车程序。盘车电磁阀自动断电
： Ｐ得电 １． ２ 循环进行。 经过运行， 脸证以上控制非常理想。
２ 汽轮机凝结水位控制
汽轮机的凝结水液位的稳定对整个机组的平稳 运行起到非常重要的作用。汽轮机凝结水位由凝结 液位控制水位回流阀和水位送出阀，当凝结水位高
５５ ３ｏｅ Ｐ ０ ０ＨＰ ０ｒ Ｈ＞３％ ＿
＿一 吧Ｆ ＿ ４＂ 踢ｔ － ｆ ７ Ｌ ｘ
．４ 汽轮机故阵逻辑
２３ Ｐ Ｄ 夕 ／ ．Ｍ ＢＡ Ｊ Ｒ Ｕ
以上控制方案在不同工况下的观察和调试，正
辑能及时反应动作． 经实践证明是整套机组稳定运
常工况下能有效的平稳的调节， 在系统有故障时逻
Ａ， 机故降 ５ 仑
Ｔ Ｓ １０Ａ ＩＡ ０ ４ Ｔ Ｓ １０Ｂ ＩＡ ０ ４
Ｈ １１ Ｓ０ ３ Ｐ１ １ ０ Ｓ０ Ｐ１ ２ ０ Ｓ０ Ｚ１ １ ０ Ｓ０
Ｈ １０ Ｓ０ １
一
５５ ０跳闸
一 一 丽一 一 叮 ． ｉ ，
速关油 低 压力 速关阀全开
－ ｝
就 地紧急停车