循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)聯(lián)鎖控制功能的實現(xiàn)

董學野

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

關鍵詞：軸位移 軸振動 密封水 潤滑油

1.引言

天津14萬噸乙烯工程EO/EG裝置是采用荷蘭殼牌的氧化法專利技術，年生產(chǎn)能力為2.2萬噸EO，4.4萬噸EG。全裝置共有9個工段，其中循環(huán)氣壓縮工段為該裝置的核心，壓縮機為美國AC公司DH3M離心式壓縮機，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（ K-201）在大型驅(qū)動電機的拖動下，通過對入口物料的壓縮升壓，使物料連續(xù)循環(huán)流動，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)提供了源動力。然而循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況又與自身的密封水、潤滑油、壓縮機入口的吸入罐的液位、外部工藝條件等諸多因素相互關聯(lián)，聯(lián)鎖邏輯比較復雜，控制指標比較嚴格，如果控制系統(tǒng)不靈或出現(xiàn)偏差就會造成壓縮機停車乃至壓縮機本身如：軸密封組件等設備的嚴重損壞。因此循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)為該裝置的核心的核心，十分關鍵而重要。

2.循環(huán)氣壓縮機聯(lián)鎖控制方案

基于安全可靠，切實保護機組設備的原則，循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)聯(lián)鎖控制方案由以下兩部分組成：

2.1壓縮機系統(tǒng)本身聯(lián)鎖控制方案

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

（1） 壓縮機的控制

對驅(qū)動電機、齒輪箱和壓縮機本機的一些參數(shù)進行監(jiān)視，并且把壓縮機軸振動、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)馬上動作，停止機組運行，以便切實保護機組設備。

（2） 密封水和潤滑油兩套輔助系統(tǒng)的控制

潤滑油系統(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)鎖控制方案加以說明。密封水系統(tǒng)為壓縮機本機提供足夠密封水壓力，用以保證循環(huán)氣體在壓縮機本機處不泄漏，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)參加反應提供源動力。為此密封水系統(tǒng)配有一個壓力控制器（PIC-2030），通過該控制器調(diào)節(jié)PV-2030閥的開度，使主機泵MPK-202A的密封水出口壓力（PG-2006）保持在2.896MPa，以滿足壓縮機本機正常運轉(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，用密封水罐對密封水做進一步緩沖，以水罐液位的高低代表壓力的大小，對密封水罐的液位進行監(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℃，以滿足壓縮機正常工作需要。

2.2? 相關工藝和公用工程條件聯(lián)鎖控制方案

循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)能否正常運行還受相關工藝和公用工程條件的制約，因此在K-201啟動之前保證循環(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，即這兩個參數(shù)都達到設計要求時，才能啟動K-201，把循環(huán)氣體壓縮升壓到1.862MPa的設計值或稍高于設計值，壓縮機系統(tǒng)才能起到應有的作用，為循環(huán)氣體在工藝管道中循環(huán)提供源動力。

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

3.1聯(lián)鎖控制方案的實施原則

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

1） 提高現(xiàn)場儀表的可靠性

為了避免因現(xiàn)場儀表故障或誤動作致使聯(lián)鎖停車，我們不僅對每個參與聯(lián)鎖控制的溫度、流量、壓力、液位等現(xiàn)場一次檢測儀表和開關儀表選用技術先進、性能穩(wěn)定可靠的國外著名公司的產(chǎn)品外，還分別給他們配備了旁路鑰匙，這樣就進一步提高現(xiàn)場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GE Fanuc公司的整機冗余的Series90-30可編程控制器做為聯(lián)鎖控制器，這樣就更進一步提高了聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的可靠性。

3.2 聯(lián)鎖控制功能的實現(xiàn)

循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)的聯(lián)鎖與諸多因素相互關聯(lián)，邏輯比較復雜。根據(jù)其完成的功能不同，整個聯(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MPK-202B自啟動聯(lián)鎖

（2）? 密封水系統(tǒng)儲水池水溫自動控制聯(lián)鎖

（3）? 潤滑油系統(tǒng)輔助油泵電機MPK-201B自啟動聯(lián)鎖

（4）? 潤滑油系統(tǒng)儲油池油溫自動控制聯(lián)鎖

（5）? 壓縮機緊急停車聯(lián)鎖

（6）? 允許啟動壓縮機聯(lián)鎖

（1）～（4）這四部分的聯(lián)鎖邏輯非常簡單，比較容易實現(xiàn)，由于篇幅有限，這里僅就密封水系統(tǒng)儲水池水溫自動控制聯(lián)鎖的實現(xiàn)加以說明。用溫度開關TSHL-2017檢測儲水池的水溫，當水溫低于27℃時，聯(lián)鎖控制器（PLC）的數(shù)字輸出點為MCC提供一個閉合觸點，電加熱器HET201-2開始加熱 。當水溫高于32℃時，TSH-2017的觸點斷開，停止加熱。

第（5）和（6）是循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，其中壓縮機緊急停車聯(lián)鎖是允許啟動壓縮機聯(lián)鎖的一個組成部分，是機組設備免于損壞的保證。它由軸振動、軸位移等共11個條件組成，聯(lián)鎖控制器時實掃描讀取數(shù)字輸入模件上的每個聯(lián)鎖輸入條件的狀態(tài)，進行相應的邏輯運算與判斷。

當有某一個或多個輸入條件處于聯(lián)鎖狀態(tài)，則延時5秒后，緊急停止壓縮機運行。也可根據(jù)生產(chǎn)或操作情況，按下現(xiàn)場輔助盤的緊急停車按鈕HS-2001，人為地停止壓縮機運行。

允許啟動壓縮機聯(lián)鎖由Series90-30型可編程控制器全面采集壓縮機相關聯(lián)鎖數(shù)據(jù)，并且時實進行邏輯運算和判斷。當允許啟動條件滿足時，Series90-30將通過數(shù)字輸出模件，觸發(fā)現(xiàn)場輔助操作盤上的綠色的允許啟動燈亮。這時按下現(xiàn)場輔助操作盤上的啟動按鈕HS-2003，壓縮機就可以啟動了。

4. 結(jié)束語

天津乙烯EO/EG裝置循環(huán)氣壓縮機聯(lián)鎖控制功能的開發(fā)使用，提高循環(huán)氣壓縮機系統(tǒng)的安全可靠性，該聯(lián)鎖控制系統(tǒng)投入運行以來，聯(lián)鎖動作靈敏、準確，控制功能完全符合設計要求。沒有因聯(lián)鎖控制系統(tǒng)故障而影響壓縮機運行，對保證EO/EG裝置連續(xù)生產(chǎn)起到了決定作用。