透平式壓縮機(jī)是冶金、石油化工、天然氣輸送、制冷以及動(dòng)力等工業(yè)部門廣泛使用的大型關(guān)鍵設(shè)備。透平式壓縮機(jī)雖有很多優(yōu)點(diǎn),但也有其本身難以消除的缺點(diǎn),如不適用于氣量小的場(chǎng)合、穩(wěn)定工況區(qū)較窄、易喘振等等。因此,切記如果您氣量需求較小的話不要選用透平式壓縮機(jī)，透平式壓縮機(jī)機(jī)組自動(dòng)控制也是一個(gè)非常重要而且復(fù)雜的研究領(lǐng)域。

    為了保證壓縮機(jī)能夠在工藝所要求的工況下安全運(yùn)行,必須配備一系列自控系統(tǒng)。例如出口壓力控制系統(tǒng)、防喘振控制系統(tǒng)、油路控制系統(tǒng)、軸向推力、軸向位移及振動(dòng)的指示還有聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等等。 喘振是使透平壓縮機(jī)性能反常的一種不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。喘振時(shí)壓力和流量周期性大幅度變化,進(jìn)一步可能會(huì)產(chǎn)生流量的反向,由此引起過大的軸振動(dòng)、軸位移和發(fā)熱,造成軸承、密封、葉輪和轉(zhuǎn)子的損壞。即使沒有明顯的危險(xiǎn)發(fā)生,機(jī)組工作壽命和效率也已降低。因此防喘振控制是一個(gè)重要的安全控制,目的是使壓縮機(jī)工作點(diǎn)始終處在限定的范圍內(nèi),而不進(jìn)入喘振區(qū),以確保機(jī)組的安全運(yùn)行。 本文在分析了透平壓縮機(jī)的工作原理、性能曲線和管網(wǎng)特性的基礎(chǔ)之上,對(duì)其自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成原理和功能設(shè)計(jì),特別是防喘振控制問題進(jìn)行了比較系統(tǒng)地闡述,并以某煉油廠加氫精制循環(huán)氫離心壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)升級(jí)改造為背景實(shí)例,完成了以上位工控機(jī)、可編程控制器PLC和以太網(wǎng)為架構(gòu)的分散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),采用iFIX組態(tài)軟件完成了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā),提出并實(shí)現(xiàn)了PI算法結(jié)合階躍輸出、設(shè)定值偏置和浮動(dòng)比例控制邏輯的防喘振控制器設(shè)計(jì)方案。整個(gè)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)簡潔、易于維護(hù)和擴(kuò)展、響應(yīng)速度快、控制精確、人機(jī)界面友好,機(jī)組防喘振控制合理,可以有效改善傳統(tǒng)防喘振控制策略造成的能源浪費(fèi)現(xiàn)象,具備良好的應(yīng)用前景。

    透平式壓縮機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要的特點(diǎn)是高參數(shù)、高效率、單機(jī)容量大和高自動(dòng)化，它為化工裝置大型化創(chuàng)造了條件，使許多大型裝置諸如合成氨、尿素、乙烯等有可能采用單機(jī)單塔的單線設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了化工裝置設(shè)備的重大變革。但由于機(jī)組設(shè)備制造精度要求高，制造復(fù)雜，在生產(chǎn)裝置中- -般無備用機(jī)組，因此，機(jī)組設(shè)備的故障帶來的損失往往非常嚴(yán)重，機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性就顯得格外重要。這就對(duì)壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)提出了更高的要求。下面介紹一下壓縮機(jī)控制系統(tǒng)情況。

控制系統(tǒng)的組成

控制系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩大部分:

(1)硬件部分

(a)就地儀表。包括所有測(cè)量儀表，如壓力表，壓力開關(guān)，壓力變送器:溫度計(jì)、溫度開關(guān)、熱電偶、熱電阻:流量計(jì)、流量變送器:液位計(jì)、液位開關(guān)、液位變送器:以及卸荷用電磁閥等。就地電動(dòng)儀表有防爆型和非防爆型。

(b)接線盒(箱)所有需要遠(yuǎn)傳的儀表，均要配線至有關(guān)的接線盒。接線盒有防爆型和非防

(c)儀表盤(板).主要裝有盤裝壓力表、溫度計(jì)、負(fù)荷選擇開關(guān)等。

(d)操作柱。主要裝有升/停按鈕、選擇開關(guān)及指示燈，用于電器設(shè)備的開/停。一般設(shè)在電器設(shè)備的旁邊，便于操作。根據(jù)使用場(chǎng)所的不同，可選擇防爆型和非防爆型。

(e)控制柜。其具體配置取決于有無操作臺(tái)。如果沒有設(shè)置操作臺(tái)，控制柜內(nèi)主要有主控制器、I/O模塊、電源卡、機(jī)架、信號(hào)分配器、安全柵、隔離繼電器、蜂鳴器等，柜面主要有報(bào)警燈屏(LED)、顯示屏(LCD或CRT)、開關(guān)、按鈕、指示燈等。這種控制柜一般放在機(jī)組旁邊，也可以放在操作室里。放在機(jī)組附近要考慮防爆的問題。如果設(shè)有單獨(dú)的操作臺(tái)，柜內(nèi)布置沒有什么變化，柜面-般只配有一一些指示燈。 此時(shí)，控制柜和操作臺(tái)一般放在操作室里。

(D操作臺(tái)。主要有工業(yè)級(jí)上位計(jì)算機(jī)、CRT/LCD. 打印機(jī)、鼠標(biāo)及硬燈屏等。

(2)軟件部分
主要是控制器編程組態(tài)軟件，上位計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)軟件及操作軟件等