汽动—空压机PI模块报警及防喘控制故障分析与处理

汽动—空压机PI模块报警及防喘控制故障分析与处理

曹靓

关键词：控制系统、节能降耗、先进控制。

一、前言

八钢1#4万制氧机组采用的杭汽冷凝式汽轮机，型号：NK50/71（T7522），额定工况进气量：76.4t/h，额定转速：4650r/min，额定点功率：20064kW。气动-空压机在运行中，防喘振放空阀始终有5-8%的开度，汽轮机高调门几乎完全打开才能满足空分机组运行的空气量需求，且汽轮机PI转速模块经常性故障报警，复位消除后，故障仍然频繁发出报警，严重影响了机组的安全稳定运行，对持续生产造成了极大地威胁。

二、原因分析

2.1汽动—空压机运行期间防喘振曲线及放空阀门开度情况如下图1所示。

上图为之前机组运行情况，空压机防喘振画面，由图可知防喘振阀门存在8.1%的开度，存在一定能源浪费，一方面由于防喘振阀存在开度，导叶自动不能充分执行，另一方面由于原自动运行程序在控制效果存在问题。

空压机的运行情况直接影响汽轮机蒸汽的耗量，将压缩机的能源浪费减少可直接减少蒸汽耗量，产生直接经济效益。

三、采取措施

3.1建立模型以及模型分析

3.1.1通过自动化压缩机模型软件，输入当前空压机运行参数，性能参数、喘振参数等，得到当前压缩机的各项数据。

3.1.2通过模型可以分析当前空压机的运行情况，以及改造空间等事项。

3.1.3同时可以对阀门的情况进行了解，通过阀门的CV曲线，流经阀门的流量等，对阀门的情况进行分析。

3.2现场硬件检查和程序下装

3.2.1通过对现场ICS控制系统的硬件检查和分析，对卡件信息进行检查，对柜内继电器、保险段子等辅材设备进行检查，对系统供电进行检查等内容。

3.2.2将已经仿真测试完成的程序进行封装和下装，下装完成后检查各项画面状态，进行静态测试，去报下装的程序完整无误。

3.3喘振实验和动态测试

3.3.1程序下装完成后进行了喘振实验，见附件1（喘振性能试验总结），并取得以下数据：

喘振点1号2号3号4号

入口喉差5.166.41810.2

排气压力0.580.6560.680.69

3.3.2将喘振数据输入至程序中防喘振功能块内，进行了撞线实验、定压力、定流量实验，并模拟了工艺扰动对系统稳定性的影响。

3.3.3压缩机喘振线以及喘振线的动态补偿

当压缩机以特定的转速/静叶运行时，它的“能量头-容积流量”曲线是唯一的。使用以下两个公式：

3.4安装一套接地点刷装置，消除4万汽轮机组ICS系统PI模块T8442长期不规律报警问题。

3.5消除所有汽动—空压机控制模块干扰信号的影响，在机柜室加装防护隔离装置，确认机柜接地电阻情况，保证接地良好。

四、实施后效果

经过改造实施后，防喘振阀门在同等流量压力情况下可完全关闭，且距离防喘振线有一定的余量，即使工况点发生一定变动，也能保证在防喘振阀门全部关闭的情况下同过导叶的调整使空压机运行正常。

防喘振阀门在正常运行中的全部关闭从直接经济效益来分析，其经济效果如下所示：

导叶角度送风压力KPa送风量Nm3/min送风温度(℃)入口温度(℃)阀门开度放风量Nm3/h放风时实际功率

(KW)阀门全关后计算功率(KW)

49%47219.681.724.76%26001710016900

压缩机运行时间按8000小时/年计算，汽耗率按为3.8（1kW功率对应蒸汽消耗量，一般取3.8）计算得：年节约蒸汽：（17100-16900）×3.8×8000=6080吨

年节约蒸汽6080吨，按65元/吨大本价计算，年节约费用约38.5万元。

五、结论

空压机放空阀BV1121、BV1122在2018年运行期间阀门全关，再没有触碰防喘振线，使得防喘报警；2018年全年运行共节约蒸汽约6100吨，产生经济效益月39.6万元，汽轮机PI转速模块报警消失，各参数显示正常，机组运行稳定。

参考文献

[1]康松,杨建明,胥建群.汽轮机原理.中国电力出版社,2000年

[2]裘烈钧.大型汽轮机运行.水利电力出版社,2008年

八钢能源中心制氧分厂

曹靓15999131639