空分增压机系统节能优化改造

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张家口紫光气体公司6q5000 mS/h空分系统为内压缩流程，增压机为二段串联的6级离心式压缩机，每段分三级，各有导叶、回流阀、放空阀-台。其DCS控制系统为ABB控制系统。增压机是空分系统中的主要耗电设备，6 空分增压机投产以来 ，-段导叶开度 85%、回流阀开度6%，二段导叶开度20%、回流阀开度27%，空分单耗居高不下，长期在0.69kW·h的水平，日耗电在 l0万kW·h左右的高值，在2012年厂优化生产工艺及技改工作会议上厂部提出对 空分增压机控制系统优化改造。

2 改造方案2.1 总体思路该项目在增压机起、停车操作及连锁逻辑仍然由ABB”控制系统来完成的基础上，增设-套 CCCVanguard S5 Duplex控制系统。ABB和 3c控制器之间通过必要的信号来实现联络，6 空分增压机控制系统优化节能就是自动调节增压机的-、二段排压操作点，使操作点向喘振控制曲线右侧移动，以实现操作点的所谓卡控”边控制，降低制氧单耗，确定- 个合适的喘振控制裕度，再根据喘振发生的特点通过-些特定的控制响应来控制防止喘振的发生。

优化控制主要是通过以下几方面来实现真正的防喘振控制与陛能控制：1根据喘振发生的特点，将闭环控制和各种开环控制相结合，实现防喘振控制。

2应用极限控制、解耦控制和各种后备功能，提高了增压机系统的稳定性。

3利用 3c控制系统的快速测量、扫描、程序内部的高速运算速度，提高防喘振控制系统的响应速度。

4采用系统总线、/O卡件、CPU处理器、通迅网络、拈内部电路均为双重冗余结构。

5实现自动变负荷操作，提高增压机的效率，起到节能降耗的作用，减少用电量。

2-2 技术方案具体实施步骤增设 CCC Vanguard S5 Duplex控制系统-套，首先确定 ABB机柜和 3C机柜必要的来往信号，然后在ABB操作系统上改编增压机起停车操作及连锁逻辑，最后在增压机起车后，通过仪表设备测量增压机各参数计算3C控制器的喘振曲线，同时在3C控制系统的增压机操作界面共建4个关键的控制器并定义它们的功能，实现自动加、卸载与防喘振控制。

1首先确定 ABB机柜和3C机柜必要的来往信冶 金 动 力METALLURGCAL POWER2013年第 10期总 第 164 期号，通过表1中的信号来实现联络，确定所需增设的仪器设备及其布置，信号线路的布置方式及连接方法。

表 1 ABB机柜和 33机柜来往信号序号 名称 3位CC置C 去向 备注1 三级出口压力PT619 X3"2 至现场2 六级出口压力PT632 XT2 至现场3 三级入口温度 TE618 XT2 至现场4 六级人口温度 E631 XT2 至现场5 -段人口导叶PV601 XT2 至现场6 二段人口导叶PV627 XT2 至现场7 -段回流阀 FV612 XT2 至现场8 二段回流阀FV621 XT2 至现场9 三级人口差压PlYr620 XT2至 DCSN2节点lO -级人口压力 Pr615 XT2至 DCSN2节点ll 二级出口压力 PT617 XT2至 DCSN2节点12 六级人口差压PDT623 XT2至 DCSN2节点13 四级入口压力 PT628 XT2至 DCSN2节点14 五级出口压力 PT630 XT2至 DCSN2节点15 -级入口温度 TE607 XT2 至DCSN6节点16 四级人口温度 rE620 X他 至 DCSN6节点17 电机电流 rr2351A XT2至 DCSN7节点 非 DCS供电18 紧急停车：EsD xT6至Dcs N8节点墨xx军落琴l9 -段加载：LOAD1 XT6至 DCS N8节点 允许 3CCC加载2O 二段加载：LOAD2 XT6至 DCS N8节点 允许 3CCC加载2l -段过度喘振：surgel XT6至 DCS N9节点22 二段过度喘振：surge2 XT6至 DCS N9节点3CCC给 DCS发出喘振指令，实现回流阀电磁阀连锁2然后改编仍由ABB控制系统来完成的增压机起停车操作及连锁，以及由两控制系统的来往信号逻辑图。

3最后增压机起车后，通过仪表设备测量增压机参数计算3c控制器的各喘振控制曲线，在 3c控制系统的增压机操作界面共建4个控制器并定义它们的功能。

①计算3c控制器的各喘振控制曲线因我厂增压机为非标设备，喘振控制中所需要的差压必须进行补偿计算 ，再得出 SLL线与 SCL线，如增压机-段计算方法。

第-步：喘振公式：d dp× .P /博 值 上的差PT 61 7计算的差压l -实测喘振时压× / TE-6075 TE-618第二步：SLL线： ×p式中， --补偿系数，k0.18，k越大，斜率越大；p - -615；.

第三步：SCL线： X 1/1-b 1注：b0.2，先设定，在实验过程中进行修定第四步：XPT-619/PT-615式中， -61 三级出口压力；PT-6l5---级人口压力；- - 横坐标。

以上计算所需要的参数以及增压机运行过程中发生喘振的时间与喘振时的差压值都可从劳