軸流風(fēng)機(jī)防喘振控制在GE公司-GMR系統(tǒng)中實現(xiàn)

摘要：

　　天津市協(xié)力自動化工程有限公司，利用GE公司-GMR系統(tǒng)，在中國石油長慶石化分公司重油催化軸流風(fēng)機(jī)中，實現(xiàn)軸流風(fēng)機(jī)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(xiàn)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(diào)節(jié)等功能。


　　關(guān)鍵詞：

　　GE公司-GMR系統(tǒng)；軸流風(fēng)機(jī)；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(diào)節(jié)，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(diào)節(jié)。一般氣壓機(jī)采用前者，風(fēng)機(jī)采用后者。本文介紹軸流風(fēng)機(jī)（簡稱風(fēng)機(jī)）防喘振控制，采用后者方法。


　　2、風(fēng)機(jī)防喘振基本特點及作用

　　風(fēng)機(jī)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(jī)組喘振，另一方面防止壓縮機(jī)由于壓力過高造成設(shè)備損壞。所以風(fēng)機(jī)喘振線/防喘振線考慮的是二者綜合性試驗結(jié)果。風(fēng)機(jī)喘振線與防喘振線之間裕度一般設(shè)為（5~7%）。


　　3、風(fēng)機(jī)喘振線數(shù)據(jù)

　　風(fēng)機(jī)喘振線數(shù)據(jù)，一般由機(jī)組廠家或設(shè)計院提供，最可靠的方法還是由機(jī)組廠家，根據(jù)現(xiàn)場實驗實測結(jié)果及機(jī)組能承受壓力的能力，給出風(fēng)機(jī)喘振線綜合數(shù)據(jù)結(jié)果。


　　4、防喘振線作圖及計算方法

　　根據(jù)機(jī)組廠家實測后給出的綜合喘振線數(shù)據(jù)，利用GE公司，Logicmaster 90-70（簡稱LM90）組態(tài)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(biāo)
　　　　Y為Y坐標(biāo)


　　風(fēng)機(jī)防喘振實例，見《圖2、防喘振曲線及控制參數(shù)畫面》。


圖2、防喘振曲線及控制參數(shù)畫面


　　5、防喘振基本功能

　　功能開發(fā)是基于GE公司GMR系統(tǒng)，見《圖3、GE公司GMR系統(tǒng)示意圖》。


圖3、GE公司GMR系統(tǒng)示意圖


　　根據(jù)基本公式Y(jié)=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(shù)關(guān)系。采用GE公司開發(fā)軟件，LM90組態(tài)編程。只要輸入連接成折線曲線的6個點X、Y坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，就可以在上位畫面HMI上，顯示相應(yīng)點連成的折線曲線，見圖2、喘振線（紅色）。在喘振線基礎(chǔ)上，下移5%（稱為裕度），形成防喘振線（綠色）。當(dāng)動態(tài)點（中間的十字叉）坐標(biāo)，X坐標(biāo)為喉部差壓，Y坐標(biāo)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(lán)色），一般喘振一次下移2%，最多5次，同時產(chǎn)生“喘振標(biāo)志”信號（圖2右邊祿燈變成紅燈），并記錄喘振下移次數(shù)及喘振累計次數(shù)。當(dāng)動態(tài)點恢復(fù)正常后（防喘振線下面為正常工作區(qū)），經(jīng)檢查如果不是機(jī)器性能產(chǎn)生變化，而是儀表故障造成，可以在HMI畫面上，按下移線復(fù)位按鈕，使防喘振線（綠色）與喘振下移線（藍(lán)色）重合，只顯示防喘振線（綠色），同時喘振下移次數(shù)清零，喘振累計次數(shù)不變。
自動/部分/手動切換，見《圖4、防喘振調(diào)節(jié)流程圖》：

　　自動位置時，防喘振調(diào)節(jié)為純自動調(diào)節(jié)，PID調(diào)節(jié)控制；
　　部分位置時，正常手動輸出，當(dāng)喘振發(fā)生時，喘振調(diào)節(jié)控制優(yōu)先手動；
　　手動位置時，防喘振調(diào)節(jié)為純手動控制。


　　調(diào)節(jié)器輸出分程放大：

　　調(diào)節(jié)器輸出0~100%分程為0~50%，50%~100%對應(yīng)輸出4~12 mA，12~20 mA，需要分別放大到4~20mA。


圖4、防喘振調(diào)節(jié)流程圖


　　6、結(jié)束語

　　GE公司-GMR系統(tǒng)，在中國石油長慶石化分公司重油催化軸流風(fēng)機(jī)中，實現(xiàn)軸流風(fēng)機(jī)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(dá)到預(yù)期目標(biāo)，防喘振控制功能能夠滿足工藝及生產(chǎn)需要。