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1  引言
    NG/25/20/0型汽輪機(jī)是山東?；瘓F(tuán)純堿廠壓縮車(chē)間的重要設(shè)備，其主要作用是拖動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)把窯氣、爐氣等二氧化碳?xì)怏w壓縮到所需壓力送入碳化塔內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。CO₂的壓力、濃度、氣量等都會(huì)直接影響純堿的產(chǎn)量和質(zhì)量。改造前，汽輪機(jī)采用SRIV型機(jī)械液壓手動(dòng)調(diào)速器，其機(jī)械故障頻繁，很容易造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)。因此，經(jīng)該廠和杭州汽輪機(jī)廠的技術(shù)交流與合作，采用美國(guó)WOODWARD公司研制的505調(diào)速器，并接入DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速遙控、自動(dòng)調(diào)速、緊急停車(chē)、連鎖保護(hù)等功能。
2  505調(diào)速器的控制原理及方框圖
    505調(diào)速器是美國(guó)WOODWARD公司專(zhuān)門(mén)為控制汽輪機(jī)研制的，以微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字式轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。可根據(jù)每臺(tái)汽輪機(jī)的特性，參數(shù)以及應(yīng)用場(chǎng)合，在505面板上直接對(duì)其進(jìn)行組態(tài)。505調(diào)速器的控制原理是：505接受兩個(gè)轉(zhuǎn)速探頭的轉(zhuǎn)速信號(hào)，與內(nèi)部轉(zhuǎn)速設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)PID運(yùn)算模塊的作用后輸出4～20mA的電流信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)電液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成二次油壓信號(hào)，二次油壓通過(guò)油動(dòng)機(jī)、錯(cuò)油門(mén)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)汽閥的開(kāi)度，控制進(jìn)汽量，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值。其控制原理如圖1所示。

圖1   505控制原理圖
（注：1.虛線內(nèi)由DCS設(shè)計(jì)完成;2.點(diǎn)劃線內(nèi)包含的是505內(nèi)部控制邏輯）

3  505調(diào)速器與DCS系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)控制
    根據(jù)壓縮機(jī)連鎖保護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合505調(diào)速器控制要求根據(jù)壓縮機(jī)連鎖保護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合505調(diào)速器控制要求和該廠DeltaV DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)制定控制方案，實(shí)現(xiàn)跳閘轉(zhuǎn)速現(xiàn)場(chǎng)顯示、遠(yuǎn)傳至DCS顯示、505中控報(bào)警顯示、外部（ETS）報(bào)警顯示、DCS遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)速設(shè)定值、緊急停車(chē)、連鎖保護(hù)等功能。聯(lián)機(jī)控制原理如圖2所示。

圖2  聯(lián)機(jī)控制原理圖

4  系統(tǒng)保護(hù)方案
4.1  允許啟動(dòng)條件
    開(kāi)車(chē)前必須建立起速關(guān)油壓力并大于0.4MPa，現(xiàn)場(chǎng)閥位行程開(kāi)關(guān)處于開(kāi)車(chē)狀態(tài)（ZST1斷開(kāi)ZST2閉合），主控室允許啟動(dòng)，電磁閥帶電具備開(kāi)車(chē)條件。
4.2  停車(chē)條件
    該廠每臺(tái)壓縮機(jī)共掛接了10個(gè)聯(lián)鎖參數(shù)，包括4個(gè)陰推力瓦溫度、4個(gè)陽(yáng)推力瓦溫度、1個(gè)冷油壓力和1個(gè)排氣。參與聯(lián)鎖的工藝參數(shù)超標(biāo)將造成連鎖停車(chē)，505外部跳閘（ETS）停車(chē)，現(xiàn)場(chǎng)緊急停車(chē)，主控室操作緊急停車(chē)按鈕停車(chē)。
4.3  系統(tǒng)保護(hù)的設(shè)計(jì)

圖3  聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)原理圖

    根據(jù)改造前壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)的設(shè)計(jì)，結(jié)合工藝提出的條件和505的控制要求，系統(tǒng)保護(hù)作如下設(shè)計(jì)：工藝參數(shù)聯(lián)鎖繼電器JK8與505停車(chē)?yán)^電器JK9觸點(diǎn)串聯(lián)，兩個(gè)電磁閥并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)DCS與505都能達(dá)到保護(hù)停車(chē)要求。考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)便于對(duì)在線儀表和505的維修，設(shè)計(jì)了K7、K8兩個(gè)聯(lián)鎖切除開(kāi)關(guān)和軟件切除模塊等。
5  改造后的效果
    (1)  調(diào)速原理的改變，減少了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，并減少了因轉(zhuǎn)速波動(dòng)帶來(lái)的一系列不良影響。如因放大器的滑閥容易卡塞，很容易造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，對(duì)機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行造成很壞的影響，并破壞了軸瓦油膜形成，縮短軸瓦的使用周期，機(jī)組檢修頻繁。
    (2)  自動(dòng)調(diào)速的應(yīng)用，對(duì)降低消耗有很大好處。當(dāng)生產(chǎn)波動(dòng)時(shí)，505自動(dòng)調(diào)速減少進(jìn)汽量降低轉(zhuǎn)速，避免了采取打循環(huán)的方式減少氣量，中壓蒸汽、循環(huán)水、軟水消耗也隨之降低。
    (3)  現(xiàn)場(chǎng)、主控室都能方便快捷操作來(lái)應(yīng)對(duì)突發(fā)事故和穩(wěn)定平衡生產(chǎn)，起到了提高和穩(wěn)定下段氣濃度的作用。
6  結(jié)語(yǔ)
    系統(tǒng)投入運(yùn)行后，一年多來(lái)非常穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)不斷的開(kāi)發(fā)和完善，已成功的應(yīng)用到該廠新線1~5#汽輪機(jī)、老線4#、7#、8#汽輪機(jī)，為該廠的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、降低消耗打下了基礎(chǔ)。