DCS系統(tǒng)在空分壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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西林鋼鐵公司6000m3/h空分設(shè)備由杭州制氧機(jī)集團(tuán)公司2001年5月成套，工廠設(shè)計(jì)由北京鋼鐵設(shè)計(jì)總院設(shè)計(jì)，于2001年9月2日順利投產(chǎn)出氧，歷時(shí)半年多的時(shí)間運(yùn)行表明，該機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值或超過(guò)設(shè)計(jì)值。整個(gè)控制系統(tǒng)采用美國(guó)霍尼韋爾的TDC3000和兩臺(tái)GUS站構(gòu)成。
一. 控制系統(tǒng)的組成
1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成。
自動(dòng)控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、檢測(cè)元件、控制器和調(diào)節(jié)閥等部分組成。如圖一所示。
圖一 自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖
a. 被控對(duì)象：需要實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備，機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程。
b. 被控變量：對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定值的物理量。
c. 操縱變量：受控制器操縱，要以使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。
d. 干擾（擾動(dòng)），除操縱變量以外，作用于對(duì)象并能引起被控變量變化的因素，如負(fù)荷變化就是一種典型的擾動(dòng)。
e. 設(shè)定值：被控變量的目標(biāo)值。
f. 偏差：偏差理論上應(yīng)該是被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值之差。
2.串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)
串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是最早、效果最好、使用最廣泛的一種復(fù)雜控制系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是兩個(gè)控制器相串接，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定，適用于時(shí)間常數(shù)及純滯后較大的被控制對(duì)象。
二.邏輯點(diǎn)功能
邏輯點(diǎn)提供了邏輯能力，它與數(shù)字組合點(diǎn)配合，提供了組合邏輯功能。邏輯點(diǎn)由邏輯塊、FLAG、數(shù)字、輸入連接和輸出連接等組成。邏輯點(diǎn)最多有12個(gè)輸入，16個(gè)邏輯塊，12個(gè)輸出連接。
三、空分離心式壓縮機(jī)的防喘振控制
空分選用的是離心式壓縮機(jī)，離心壓縮機(jī)工作效率高，在正常工況條件下運(yùn)行平穩(wěn)，壓縮氣流無(wú)脈動(dòng)，對(duì)其所輸送介質(zhì)的壓力、流量、溫度變化的敏感性相對(duì)較大，容易發(fā)生喘振。發(fā)生喘振時(shí)流量大幅波動(dòng)，機(jī)組劇烈振動(dòng)，如不及時(shí)采取措施加以控制，會(huì)使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和靜子經(jīng)受交變應(yīng)力作用而斷裂;使極間壓力失常而引起強(qiáng)烈振動(dòng)，導(dǎo)致密封及推力軸承損壞;使運(yùn)動(dòng)元件和靜止元件相碰，造成嚴(yán)重事故。所以應(yīng)盡力防止壓縮機(jī)進(jìn)入喘振工況。喘振現(xiàn)象是完全可以得到有效控制的，如圖二所示，根據(jù)離心壓縮機(jī)在不同工況條件下的性能曲線，只要我們把壓縮機(jī)的最小流量控制在工作區(qū)（控制線內(nèi)），壓縮機(jī)即可正常工作。喘振的標(biāo)志是一最小流量點(diǎn)，低于這個(gè)流量即出現(xiàn)喘振。因此需要有一個(gè)防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振的控制系統(tǒng)，限制壓縮機(jī)的流量不會(huì)降低到這種工況下的最低允許值。即不會(huì)使壓縮機(jī)進(jìn)入喘振工況區(qū)域內(nèi)。
圖二 離心壓縮機(jī)性能曲線與防喘振控制原理圖
評(píng)論