軸流風(fēng)機(jī)防喘振控制在GE公司-GMR系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)

摘要：

　　天津市協(xié)力自動(dòng)化工程有限公司，利用GE公司-GMR系統(tǒng)，在中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化分公司重油催化軸流風(fēng)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)軸流風(fēng)機(jī)防喘振控制。采用方法為最常用的多段折線(xiàn)連接形成一條折線(xiàn)曲線(xiàn)的方法。實(shí)現(xiàn)的防喘振基本功能有：喘振線(xiàn)、防喘振線(xiàn)、喘振裕度（5%），防喘振線(xiàn)下移線(xiàn)（一次2%，最多5次），自動(dòng)/部分/手動(dòng)切換，PID調(diào)節(jié)等功能。


　　關(guān)鍵詞：

　　GE公司-GMR系統(tǒng)；軸流風(fēng)機(jī)；防喘振控制；多段折線(xiàn)；基本功能

　　1、引言

　　防喘振（喘振線(xiàn)/防喘振線(xiàn)）控制有兩種基本控制方法：第一種，在相同壓力情況下，流量低并且碰到防喘振線(xiàn)時(shí)，防喘振閥開(kāi)始調(diào)節(jié)，而另一種，在相同流量情況下，壓力高并且碰到防喘振線(xiàn)時(shí)，防喘振閥開(kāi)始調(diào)節(jié)。一般氣壓機(jī)采用前者，風(fēng)機(jī)采用后者。本文介紹軸流風(fēng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)機(jī)）防喘振控制，采用后者方法。


　　2、風(fēng)機(jī)防喘振基本特點(diǎn)及作用

　　風(fēng)機(jī)最大特點(diǎn)：入口為大氣，所以防喘振控制閥不是控制回流量，而是放空（大氣）。其次防喘振線(xiàn)的作用，一方面防止機(jī)組喘振，另一方面防止壓縮機(jī)由于壓力過(guò)高造成設(shè)備損壞。所以風(fēng)機(jī)喘振線(xiàn)/防喘振線(xiàn)考慮的是二者綜合性試驗(yàn)結(jié)果。風(fēng)機(jī)喘振線(xiàn)與防喘振線(xiàn)之間裕度一般設(shè)為（5~7%）。


　　3、風(fēng)機(jī)喘振線(xiàn)數(shù)據(jù)

　　風(fēng)機(jī)喘振線(xiàn)數(shù)據(jù)，一般由機(jī)組廠家或設(shè)計(jì)院提供，最可靠的方法還是由機(jī)組廠家，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果及機(jī)組能承受壓力的能力，給出風(fēng)機(jī)喘振線(xiàn)綜合數(shù)據(jù)結(jié)果。


　　4、防喘振線(xiàn)作圖及計(jì)算方法

　　根據(jù)機(jī)組廠家實(shí)測(cè)后給出的綜合喘振線(xiàn)數(shù)據(jù)，利用GE公司，Logicmaster 90-70（簡(jiǎn)稱(chēng)LM90）組態(tài)軟件及上位HMI CIMPLICITY 6.10（簡(jiǎn)稱(chēng)HMI）軟件，做出喘振線(xiàn)（兩點(diǎn)變量連成線(xiàn)段）和防喘振線(xiàn)。喘振線(xiàn)方法是采用的多段折線(xiàn)連接形成一條曲線(xiàn)，見(jiàn)《圖1、一個(gè)折線(xiàn)段示意圖》。




基本公式：Y=aX+b

　　其中：
　　　　a為斜率
　　　　b為截距
　　　　X為X坐標(biāo)
　　　　Y為Y坐標(biāo)


　　風(fēng)機(jī)防喘振實(shí)例，見(jiàn)《圖2、防喘振曲線(xiàn)及控制參數(shù)畫(huà)面》。


圖2、防喘振曲線(xiàn)及控制參數(shù)畫(huà)面


　　5、防喘振基本功能

　　功能開(kāi)發(fā)是基于GE公司GMR系統(tǒng)，見(jiàn)《圖3、GE公司GMR系統(tǒng)示意圖》。


圖3、GE公司GMR系統(tǒng)示意圖


　　根據(jù)基本公式Y(jié)=aX+b分別找出5段喘振曲線(xiàn)（共6個(gè)點(diǎn)連成的折線(xiàn)曲線(xiàn)）兩點(diǎn)之間斜率a、截距b的函數(shù)關(guān)系。采用GE公司開(kāi)發(fā)軟件，LM90組態(tài)編程。只要輸入連接成折線(xiàn)曲線(xiàn)的6個(gè)點(diǎn)X、Y坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，就可以在上位畫(huà)面HMI上，顯示相應(yīng)點(diǎn)連成的折線(xiàn)曲線(xiàn)，見(jiàn)圖2、喘振線(xiàn)（紅色）。在喘振線(xiàn)基礎(chǔ)上，下移5%（稱(chēng)為裕度），形成防喘振線(xiàn)（綠色）。當(dāng)動(dòng)態(tài)點(diǎn)（中間的十字叉）坐標(biāo)，X坐標(biāo)為喉部差壓，Y坐標(biāo)為出口壓力，接近到喘振線(xiàn)（紅色）時(shí)，自動(dòng)下移2%形成一條喘振下移線(xiàn)（藍(lán)色），一般喘振一次下移2%，最多5次，同時(shí)產(chǎn)生“喘振標(biāo)志”信號(hào)（圖2右邊祿燈變成紅燈），并記錄喘振下移次數(shù)及喘振累計(jì)次數(shù)。當(dāng)動(dòng)態(tài)點(diǎn)恢復(fù)正常后（防喘振線(xiàn)下面為正常工作區(qū)），經(jīng)檢查如果不是機(jī)器性能產(chǎn)生變化，而是儀表故障造成，可以在HMI畫(huà)面上，按下移線(xiàn)復(fù)位按鈕，使防喘振線(xiàn)（綠色）與喘振下移線(xiàn)（藍(lán)色）重合，只顯示防喘振線(xiàn)（綠色），同時(shí)喘振下移次數(shù)清零，喘振累計(jì)次數(shù)不變。
自動(dòng)/部分/手動(dòng)切換，見(jiàn)《圖4、防喘振調(diào)節(jié)流程圖》：

　　自動(dòng)位置時(shí)，防喘振調(diào)節(jié)為純自動(dòng)調(diào)節(jié)，PID調(diào)節(jié)控制；
　　部分位置時(shí)，正常手動(dòng)輸出，當(dāng)喘振發(fā)生時(shí)，喘振調(diào)節(jié)控制優(yōu)先手動(dòng)；
　　手動(dòng)位置時(shí)，防喘振調(diào)節(jié)為純手動(dòng)控制。


　　調(diào)節(jié)器輸出分程放大：

　　調(diào)節(jié)器輸出0~100%分程為0~50%，50%~100%對(duì)應(yīng)輸出4~12 mA，12~20 mA，需要分別放大到4~20mA。


圖4、防喘振調(diào)節(jié)流程圖


　　6、結(jié)束語(yǔ)

　　GE公司-GMR系統(tǒng)，在中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化分公司重油催化軸流風(fēng)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)軸流風(fēng)機(jī)防喘振控制。采用的方法是壓力防喘振控制而不是流量防喘振控制。綜上所述，主要功能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，防喘振控制功能能夠滿(mǎn)足工藝及生產(chǎn)需要。