壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)概要

儀表專題講座大型壓縮機(jī)組的控制與聯(lián)鎖保護(hù)壓縮機(jī)組概述

分類

往復(fù)式壓縮機(jī)：適用于流量小，壓縮比高的場合。常用控制方案有氣缸余隙控制；吸入管線上的頂開閥控制；旁路回流量控制；轉(zhuǎn)速控制等；離心式壓縮機(jī)：體積小、流量大、運(yùn)行效率高、易損件少、維護(hù)方便、氣缸內(nèi)無油氣污染等。主機(jī)：原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)）、壓縮機(jī)、齒輪箱等；輔機(jī)：潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)等。

離心式壓縮機(jī)組的主要控制系統(tǒng)

氣量控制系統(tǒng)（負(fù)荷控制系統(tǒng)）：通過控制流量或壓力來實(shí)現(xiàn)。

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：一般根據(jù)吸入壓力來調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。如：電機(jī)的變頻調(diào)速控制；蒸汽透平的主蒸汽閥開度控制。

壓縮機(jī)吸入口或出氣口的節(jié)流：調(diào)節(jié)加裝在管線上的導(dǎo)向葉片的角度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣量或出氣量的控制。圖

空壓機(jī)入口導(dǎo)葉控制JCSSLZCFCHC電機(jī)FV反作用反作用低選器手操器，開車時(shí)控制導(dǎo)葉開度離心式壓縮機(jī)組的主要控制系統(tǒng)

防喘振控制系統(tǒng)喘振是離心式壓縮機(jī)的固有特性。誘因?yàn)閴嚎s機(jī)負(fù)荷下降，發(fā)生時(shí)會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞機(jī)體。離心式壓縮機(jī)組的主要控制系統(tǒng)固定極限流量（最小流量）法：旁路、放空等

可變極限流量法離心式壓縮機(jī)組的主要控制系統(tǒng)

壓縮機(jī)各段吸入溫度以及分離罐液位控制保證壓縮效率，防止氣體帶液壓縮機(jī)的油路控制系統(tǒng)密封油（或密封氣）、控制油、潤滑油系統(tǒng)所對應(yīng)的油槽液位、密封氣泄漏量、油壓、油溫等的檢測控制和聯(lián)鎖報(bào)警。

壓縮機(jī)軸振動(dòng)及軸位移監(jiān)測和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)BENTLY3300、3500，ENTEK6600離心式壓縮機(jī)組的聯(lián)鎖保護(hù)

聯(lián)鎖的分類（從所起的作用）

啟動(dòng)聯(lián)鎖：B類聯(lián)鎖，“與”的關(guān)系；停車聯(lián)鎖：A類聯(lián)鎖（具備第一故障報(bào)警功能），“或”的關(guān)系；其它聯(lián)鎖：輔助油泵啟動(dòng)等。

聯(lián)鎖的實(shí)現(xiàn)ESD、PLC系統(tǒng)（包含在主裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)中）：機(jī)組另配置電子調(diào)速器、超速跳閘模塊等保護(hù)設(shè)備；機(jī)組綜合控制系統(tǒng)ITCC：集成防喘振控制、聯(lián)鎖保護(hù)、電子調(diào)速、負(fù)荷調(diào)節(jié)等各種機(jī)組控制功能。離心式壓縮機(jī)組的聯(lián)鎖保護(hù)

聯(lián)鎖設(shè)計(jì)的原則

（故障—安全型）聯(lián)鎖停車回路的發(fā)訊元件（如壓力開關(guān)、停車按鈕）在壓縮機(jī)正常運(yùn)行期間，觸點(diǎn)均為閉合狀態(tài)，參數(shù)越限時(shí)，觸點(diǎn)斷開。聯(lián)鎖停車回路的動(dòng)作元件（如電磁閥、繼電器）在壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，為帶電勵(lì)磁狀態(tài)（閥自身或關(guān)閉或打開）。對于直接安裝在油路上的電磁閥，可采取兩閥并聯(lián)的方式；對于安裝在調(diào)節(jié)閥氣路上的電磁閥，可采取兩閥串聯(lián)的形式。故障檢測元件盡量采取“三取二”方式（部分參數(shù)“二取二”）設(shè)置。聯(lián)鎖系統(tǒng)選用具備容錯(cuò)、冗余、SOE等功能的系統(tǒng)。停車聯(lián)鎖信號具備第一故障報(bào)警功能，故障發(fā)生后，只有待其它聯(lián)鎖信號消失，方可復(fù)位。復(fù)位按鈕、旁路開關(guān)采取動(dòng)作時(shí)觸點(diǎn)閉合的形式。壓縮機(jī)組主要的聯(lián)鎖保護(hù)回路

啟動(dòng)聯(lián)鎖：保證機(jī)組安全啟動(dòng)

不存在任何停車條件；潤滑油壓力正常：軸與軸瓦間建立足夠的油膜；潤滑油溫度正常：更好地建立油膜；調(diào)速油、動(dòng)力油壓正常：保證調(diào)速系統(tǒng)正常工作；油槽油位正常：保證足夠的潤滑油、調(diào)速油等；盤車停止：脫開盤車電機(jī)；防喘振閥全開：避免開車過程中出現(xiàn)喘振。其它工藝系統(tǒng)的啟動(dòng)條件：如進(jìn)出口閥的打開或關(guān)閉。壓縮機(jī)組主要的聯(lián)鎖保護(hù)回路

停車聯(lián)鎖：避免產(chǎn)生設(shè)備及人身傷亡事故軸位移過高：拉傷軸瓦和軸頸、導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子元件（如迷宮齒、葉輪）摩擦、碰撞致使其損壞。軸振動(dòng)過高：機(jī)組的大多數(shù)故障均體現(xiàn)在振動(dòng)異常升高上。設(shè)置振動(dòng)聯(lián)鎖的場合，一般是水平和垂直兩個(gè)方向相“與”。部分機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，需要臨時(shí)摘除振動(dòng)聯(lián)鎖。

轉(zhuǎn)速過高：避免過高的離心力導(dǎo)致飛車，一般設(shè)置為原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的10%~15%。潤滑油壓力低：避免高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子與軸瓦間摩擦加劇，軸承溫度飛升，燒壞軸承。

壓縮機(jī)組主要的聯(lián)鎖保護(hù)回路調(diào)速油壓力低：防止調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)作失靈，造成機(jī)組失控。軸瓦溫度過高：避免軸瓦燒壞。密封系統(tǒng)聯(lián)鎖：避免被壓縮氣體通過固定殼體和旋轉(zhuǎn)軸間隙泄漏。采用油膜密封時(shí)，一般設(shè)置密封油槽液位低聯(lián)鎖；采用干氣密封時(shí)，一般設(shè)置密封氣泄漏量高聯(lián)鎖。吸入罐液位過高：防止氣體帶液而損壞葉輪。電機(jī)故障：電機(jī)運(yùn)行信號的消失、電機(jī)絕緣性能下降、電機(jī)軸承（定子）溫度高等。喘振聯(lián)鎖：一般以一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生了多次喘振來決定是否停車。

2502X47T2K2C1RSTC0RSTC125052512M200K4K1002514C0T2T2K20T1T1X47M2002516M200C0X48M2012520M201C1X48M2022524M202M1M3M2022555M204M201M2022757YE9PDSX48：聯(lián)鎖復(fù)位按鈕聯(lián)鎖停車電磁閥舉例：某壓縮機(jī)在連續(xù)10秒內(nèi)發(fā)生二次喘振，將立即打開防喘振閥，使流量增加以脫離喘振區(qū)。若連續(xù)10秒內(nèi)發(fā)生四次喘振，機(jī)組將采取停車措施。斷開閉合被壓縮氣體緩沖罐PDS＋－喘振的檢測原理壓縮機(jī)組主要的聯(lián)鎖保護(hù)回路

其它聯(lián)鎖：主要輔助系統(tǒng)的聯(lián)鎖工藝條件聯(lián)鎖：如入口壓力、溫度過低或過高，段間出口溫度過高，出口壓力低或高，進(jìn)出口閥關(guān)閉、相關(guān)工藝系統(tǒng)停車等等。輔助油泵自啟動(dòng)：潤滑油壓力降低到正常油壓的70%~80%時(shí)，輔助油泵自動(dòng)啟動(dòng)，確保潤滑油壓力系統(tǒng)正常。事故油泵自啟動(dòng)：原則上由柴油發(fā)電機(jī)單獨(dú)供電。油路系統(tǒng)報(bào)警：如油過濾器壓差高、油槽油位低等。凝汽式透平的相關(guān)聯(lián)鎖：真空度高聯(lián)鎖、凝液泵自啟動(dòng)聯(lián)鎖等。壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)一、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)1、常用檢測參數(shù)振幅：反映機(jī)器振動(dòng)劇烈程度，單位為μm、mil（1mil=25.4μm）；振動(dòng)頻率：轉(zhuǎn)速的倍數(shù)頻率，1X、2X、X/2；相角：轉(zhuǎn)子某一瞬間所在位置；轉(zhuǎn)速振動(dòng)形式：時(shí)基波形（轉(zhuǎn)軸位置和水平時(shí)間軸的關(guān)系曲線）、軸心軌跡（軸截面中心運(yùn)動(dòng)軌跡的曲線）；其他參數(shù)：軸承溫度、潤滑油溫度、介質(zhì)壓力、介質(zhì)流量等。壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)2、電渦流傳感器系統(tǒng)1）狀態(tài)監(jiān)測傳感器類型：接觸式、非接觸式；2）常見電渦流傳感器型號：BENTLY33005mm/8mm/11mm系列、BENTLY3300XL8mm系列、ENTEK1900系列、Metrix1005、1007系列等。3）電渦流傳感器系統(tǒng)的構(gòu)成：探頭、延伸電纜、前置器（變送器）；4）工作原理：渦流效應(yīng)（導(dǎo)體在變化磁場中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流）。H2抵消部分H1，導(dǎo)致線圈阻抗Z、電感L、品質(zhì)因數(shù)Q發(fā)生變化；選取某一參數(shù)（如：L、Z），經(jīng)一定的轉(zhuǎn)換電路可將參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成電壓輸出；研究參數(shù)與距離間的對應(yīng)函數(shù)關(guān)系，使其構(gòu)成單值函數(shù)，如：Z=f（ρ、μ、x、ω）壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)5）BENTLY3300XL電渦流傳感器型號簡介前置器：

330180-AXX-BXX

A：總長度和安裝選項(xiàng)；B：批準(zhǔn)機(jī)構(gòu)延伸電纜：330130-AXXX-BXX-CXXA：電纜長度；B：接頭保護(hù)器和電纜選項(xiàng)；C：批準(zhǔn)機(jī)構(gòu)傳感器探頭：部件號–AXX–BXX–CXX–DXX–EXX壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)電渦流傳感器系統(tǒng)特性延伸電纜+探頭長度應(yīng)與前置器相匹配探頭直流阻抗位于6.95～10.77Ω之間；3300XL前置器到監(jiān)測器≤305米；電渦流傳感器系統(tǒng)只允許單端（現(xiàn)場或控制室）接地；電渦流傳感器系統(tǒng)的線性范圍為2mm（80mils）；電渦流傳感器系統(tǒng)的靈敏度：標(biāo)準(zhǔn)5m、9m系統(tǒng)分別為7.87V/mm（200mV/mil）±5％、7.87V/mm（200mV/mil）±6.5％。壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)6）傳感器探頭的安裝外觀檢查測量直流阻抗靜態(tài)調(diào)校：TK3校驗(yàn)儀、數(shù)字電壓表以測得探頭線性范圍的中點(diǎn)電壓作為安裝的參考電壓（-8～-10VDC）根據(jù)確定的間隙電壓，在正交方向安裝固定兩個(gè)振動(dòng)探頭；測量軸竄量，根據(jù)零點(diǎn)電壓計(jì)算遠(yuǎn)、近端電壓，根據(jù)此電壓安裝固定軸位移探頭（遠(yuǎn)端電壓=零點(diǎn)電壓+竄量*選取的線性范圍平均靈敏度/2；近端電壓=零點(diǎn)電壓-竄量*選取的線性范圍平均靈敏度/2）壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)3、監(jiān)測系統(tǒng)1）BENTLY3300監(jiān)視儀特點(diǎn)：液晶數(shù)字式表頭、通過DIP開關(guān)和內(nèi)部短接片進(jìn)行組態(tài)設(shè)定、4~14個(gè)可選位置的框架結(jié)構(gòu)。主要硬件電源模件：3300/12（115、220VAC）、3300/14（DC電源）監(jiān)測器模件：3300/03，對框架中的模件進(jìn)行報(bào)警設(shè)定點(diǎn)調(diào)整、報(bào)警確認(rèn)復(fù)位；連接鍵相位傳感器，為其提供電源；實(shí)現(xiàn)框架內(nèi)各安裝模件的內(nèi)部通訊等；雙通道振動(dòng)監(jiān)測器模件（3300/16）：連續(xù)測量兩個(gè)軸振動(dòng)及間隙電壓信號。LED指示燈有OK（綠，常亮，閃爍表示曾經(jīng)發(fā)生異常）、ALERT/DANGER（紅，常滅，有報(bào)警/聯(lián)鎖時(shí)，閃爍）、BYPASS（紅，當(dāng)通道的聯(lián)鎖功能或通道被旁路時(shí)，點(diǎn)亮）；具有DIP設(shè)定開關(guān)及內(nèi)部跳線。雙通道軸位移監(jiān)測器模件（3300/20）：連續(xù)測量兩個(gè)軸位移及間隙電壓信號。軸振動(dòng)監(jiān)測器的現(xiàn)場接線圖

壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)2）BENTLY3500監(jiān)視儀特點(diǎn)：基于Windows的軟件操作平臺、通過軟件進(jìn)行組態(tài)設(shè)定、卡件可熱插拔、系統(tǒng)可靠性高。主要硬件（前端面板模件+背面I/O模件）電源模件：3500/15（110VAC、220VAC、24VDC可選），半高模塊；機(jī)架接口模塊RIM（3500/20）：實(shí)現(xiàn)機(jī)架與PC之間的通訊、報(bào)警確認(rèn)復(fù)位等；監(jiān)測器模件（3500/42M）：四通道，可實(shí)現(xiàn)軸振動(dòng)、軸位移、偏心度、加速度、速度等過程變量的監(jiān)視，同時(shí)可對輸入信號設(shè)置報(bào)警、聯(lián)鎖。四通道繼電器模塊（3500/32）：具有四路繼電器輸出，每路的輸出狀態(tài)由從一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測器模塊送來的報(bào)警數(shù)值通過“與”、“或”邏輯判斷后產(chǎn)生。鍵相位模塊（3500/25）：半高模塊，每個(gè)模塊可接收兩個(gè)鍵相位傳感器輸入，用于獲取數(shù)字鍵相信號、機(jī)組轉(zhuǎn)速。

壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)3500系統(tǒng)組態(tài)簡介組態(tài)步驟：打開組態(tài)軟件→連接PC機(jī)與3500系統(tǒng)→上傳缺省組態(tài)文件→修改、設(shè)定組態(tài)數(shù)據(jù)→下裝組態(tài)文件并保存→斷開連接主要組態(tài)內(nèi)容：位號、測量變量類型（振動(dòng)、位移等）、I/O模件類型、量程范圍、報(bào)警/聯(lián)鎖延時(shí)時(shí)間及是否自鎖等、報(bào)警聯(lián)鎖值設(shè)置、聯(lián)鎖動(dòng)作邏輯設(shè)定等。日常使用：監(jiān)控實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及系統(tǒng)狀態(tài)、回路聯(lián)校、報(bào)警/聯(lián)鎖旁路等。連接上傳下裝選擇/設(shè)定槽路對應(yīng)模塊設(shè)定報(bào)警聯(lián)鎖值設(shè)定位號對選中模塊進(jìn)行詳細(xì)參數(shù)設(shè)置壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)3500系統(tǒng)配置實(shí)例壓縮機(jī)內(nèi)止推瓦外止推瓦推力盤VT88502BZT88551AZT88551BZT88551C徑向瓦VT88502AZT88501AZT88501BZT88501CVT88501BVT88501AVT88551BVT88551AVT88552AVT88552B蒸汽透平KM885513500/15

DC24V電源模塊3500/20

機(jī)架接口模塊接地模塊3500/42M監(jiān)測器模塊

CH1：VT88551ACH2：VT88551BCH3：VT88552ACH4：VT88552B3500/42M監(jiān)測器模塊

CH1：VT88501ACH2：VT88501BCH3：VT88502ACH4：VT88502B3500/42M監(jiān)測器模塊

CH1：ZT88551ACH2：ZT88551BCH3：ZT88551C3500/42M監(jiān)測器模塊

CH1：ZT88501ACH2：ZT88501BCH3：ZT88501C3500/25鍵相位模塊CH1：KM885513500/32四通道繼電器模塊

CH1：ZS88551CH2：ZS88501

壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)4、軸振動(dòng)/位移異常原因1）機(jī)械/工藝原因：修理不足，引起瓦塊間隙增大；轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)軸彎曲；機(jī)組潤滑不良；油膜振蕩（如潤滑油帶水）；介質(zhì)帶液；葉輪結(jié)焦、結(jié)垢且分布不均（導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡）；壓縮機(jī)憋壓；喘振等。2）儀表原因：探頭磨損；接頭松動(dòng)或接觸不良；間隙電壓過低或過高；電磁干擾；三芯電纜屏蔽層對地；探頭、延伸電纜破皮；系統(tǒng)或卡件死機(jī)。3）儀表檢查處理步驟：檢查探頭直流阻抗；檢查間隙電壓；緊固、清洗延伸電纜及前置器等各個(gè)連接處；檢查電纜等的屏蔽接地情況；對于卡件或系統(tǒng)的死機(jī)需要在摘除相關(guān)聯(lián)鎖后對系統(tǒng)、卡件停電重啟。一般探頭和前置器的檢查可采取“替換法”。壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)二、電子調(diào)速系統(tǒng)組成：一次測量元件、電子調(diào)速器、電液轉(zhuǎn)換器、調(diào)速閥等Woodward505E電子調(diào)速器硬件：電源卡、存儲(chǔ)器卡、速度信號輸入模塊（兩個(gè)無源磁性探頭MPU輸入的頻率信號高選）、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)模塊（4~20/20~160mA→E/H）、模擬量輸入/輸出模塊（各6個(gè)）、開關(guān)量輸入（16個(gè)）/輸出（8個(gè)）模塊、串行通信模件

轉(zhuǎn)速設(shè)定點(diǎn)塊SHPPLP比例／限制器低選器高選器I/HI/HDroop電液轉(zhuǎn)換器LP閥限制器PID升速降速遠(yuǎn)程設(shè)定允許遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)速設(shè)定遠(yuǎn)程設(shè)定4~20mA高選器抽汽設(shè)定點(diǎn)塊DroopPID抽汽設(shè)定值升高抽汽設(shè)定值降低取反抽汽信號4~20mAHPLPSESEFTDCSFT抽汽止回閥冷凝器HSSCFTTTVSSHP閥LP閥壓縮機(jī)HP閥限制器電液轉(zhuǎn)換器505E電子調(diào)速器

轉(zhuǎn)速＝（頻率／齒數(shù)）*齒比*60HP、LP存在耦合關(guān)系，單獨(dú)改變一個(gè)開度，對透平轉(zhuǎn)速、抽汽量等均產(chǎn)生影響反作用，轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，控制器輸出增加，開大HP閥和LP閥正作用，抽汽量高于設(shè)定值時(shí)，控制器輸出增加，開大LP閥，關(guān)小HP閥。壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)軟件上主要的需組態(tài)程序模塊透平啟動(dòng)模塊：選擇透平的啟動(dòng)方式（手動(dòng)、自動(dòng)或半自動(dòng)）等。

速度控制模塊：是否使用第2路速度輸入、故障轉(zhuǎn)速數(shù)值、PID參數(shù)等與轉(zhuǎn)速控制有關(guān)的信息。速度參考模塊：調(diào)速器的轉(zhuǎn)速控制范圍、是否使用遠(yuǎn)程設(shè)定、超速跳閘值等。抽汽控制模塊：抽汽信號的單位/量程；回路的PID參數(shù)；回路的正、反作用形式等抽汽控制的有關(guān)數(shù)據(jù)。透平特性參數(shù)模塊（比例／限制器）：選擇LP、HP的解耦方式，確定控制中是轉(zhuǎn)速優(yōu)先還是抽汽優(yōu)先等。執(zhí)行器輸出模塊：輸出采用何種電流方式，執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)505E是否停機(jī)等。I/O模塊：組態(tài)AI/AO/DI/DO的各通道是否使用，若使用，表示何種功能及量程范圍等。

壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)三、超速跳閘保護(hù)系統(tǒng)Protech203作用：避免調(diào)速器等控制設(shè)備失效造成透平失控，需單獨(dú)設(shè)置組成：三個(gè)構(gòu)造相同、相互獨(dú)立的轉(zhuǎn)速傳感單元組成

表決器中間繼電器各單元聯(lián)鎖繼電器的輸出通過一個(gè)“三取二”硬件表決器送出一般采用失勵(lì)跳閘型壓縮機(jī)組常用的監(jiān)控系統(tǒng)四、汽輪機(jī)一壓縮機(jī)組集成綜合控制系統(tǒng)ITCC代表產(chǎn)品：