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軸流風機防喘振控制在GE公司-GMR系統中實現

供稿:工控網 2008/5/28 15:34:00

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  • 關鍵詞: pid 流量計 工控
  • 摘要:天津市協力自動化工程有限公司,利用GE公司-GMR系統,在中國石油長慶石化分公司重油催化軸流風機中,實現軸流風機防喘振控制。采用方法為最常用的多段折線連接形成一條折線曲線的方法。實現的防喘振基本功能有:喘振線、防喘振線、喘振裕度(5%),防喘振線下移線(一次2%,最多5次),自動/部分/手動切換,PID調節等功能。

       摘要:

  天津市協力自動化工程有限公司,利用GE公司-GMR系統,在中國石油長慶石化分公司重油催化軸流風機中,實現軸流風機防喘振控制。采用方法為最常用的多段折線連接形成一條折線曲線的方法。實現的防喘振基本功能有:喘振線、防喘振線、喘振裕度(5%),防喘振線下移線(一次2%,最多5次),自動/部分/手動切換,PID調節等功能。


  關鍵詞:

  GE公司-GMR系統;軸流風機;防喘振控制;多段折線;基本功能

  1、引言

  防喘振(喘振線/防喘振線)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時,防喘振閥開始調節,而另一種,在相同流量情況下,壓力高并且碰到防喘振線時,防喘振閥開始調節。一般氣壓機采用前者,風機采用后者。本文介紹軸流風機(簡稱風機)防喘振控制,采用后者方法。


  2、風機防喘振基本特點及作用

  風機最大特點: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)。其次防喘振線的作用,一方面防止機組喘振,另一方面防止壓縮機由于壓力過高造成設備損壞。所以風機喘振線/防喘振線考慮的是二者綜合性試驗結果。風機喘振線與防喘振線之間裕度一般設為(5~7%)。


  3、風機喘振線數據

  風機喘振線數據,一般由機組廠家或設計院提供,最可靠的方法還是由機組廠家,根據現場實驗實測結果及機組能承受壓力的能力,給出風機喘振線綜合數據結果。


  4、防喘振線作圖及計算方法

  根據機組廠家實測后給出的綜合喘振線數據,利用GE公司,Logicmas ter 90-70(簡稱LM90)組態軟件及上位HMI CIMPLICITY 6.10(簡稱HMI)軟件,做出喘振線(兩點變量連成線段)和防喘振線。喘振線方法是采用的多段折線連接形成一條曲線,見《圖1、一個折線段示意圖》。






基本公式:Y=aX+b

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


  風機防喘振實例,見《圖2、防喘振曲線及控制參數畫面》。



圖2、防喘振曲線及控制參數畫面



  5、防喘振基本功能

  功能開發是基于GE公司GMR系統,見《圖3、GE公司GMR系統示意圖》。



圖3、GE公司GMR系統示意圖



  根據基本公式Y=aX+b分別找出5段喘振曲線(共6個點連成的折線曲線)兩點之間斜率a、截距b的函數關系。采用GE公司開發軟件,LM90組態編程。只要輸入連接成折線曲線的6個點X、Y坐標的數據,就可以在上位畫面HMI上,顯示相應點連成的折線曲線,見圖2、喘振線(紅色)。在喘振線基礎上,下移5%(稱為裕度),形成防喘振線(綠色)。當動態點(中間的十字叉)坐標,X坐標為喉部差壓,Y坐標為出口壓力,接近到喘振線(紅色)時,自動下移2%形成一條喘振下移線(藍色),一般喘振一次下移2%,最多5次,同時產生“喘振標志”信號(圖2右邊祿燈變成紅燈),并記錄喘振下移次數及喘振累計次數。當動態點恢復正常后(防喘振線下面為正常工作區),經檢查如果不是機器性能產生變化,而是儀表故障造成,可以在HMI畫面上,按下移線復位按鈕,使防喘振線(綠色)與喘振下移線(藍色)重合,只顯示防喘振線(綠色),同時喘振下移次數清零,喘振累計次數不變。
自動/部分/手動切換,見《圖4、防喘振調節流程圖》:

  自動位置時,防喘振調節為純自動調節,PID調節控制;
  部分位置時,正常手動輸出,當喘振發生時,喘振調節控制優先手動;
  手動位置時,防喘振調節為純手動控制。


  調節器輸出分程放大:

  調節器輸出0~100%分程為0~50%,50%~100%對應輸出4~12 mA,12~20 mA,需要分別放大到4~20mA。



圖4、防喘振調節流程圖



  6、結束語

  GE公司-GMR系統,在中國石油長慶石化分公司重油催化軸流風機中,實現軸流風機防喘振控制。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,主要功能達到預期目標,防喘振控制功能能夠滿足工藝及生產需要。

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