摘要首先介紹了WOODWARD505E數字調速器的硬件結構和軟件功能,然后講述了抽汽式蒸汽透平的結構和工作原理。最后結合實際應用,詳細描述了天津乙烯裝置裂解氣壓縮機透平和丙烯氣壓縮機透平轉速控制中505E的程序組態及應用情況。
關鍵詞 透平轉速 控制比例/限制器 蒸汽圖 抽汽控制 斜面控制
1 引言
天津石化公司烯烴部乙烯裝置是由日本東洋公司總承包建設的14萬噸/年乙烯裝置,于1995年投料開車并于2001年進行了擴能改造,目前的設計生產能力為20萬噸/年。它的關鍵生產設備三大壓縮機組即裂解氣壓縮機、丙烯制冷壓縮機、乙烯制冷壓縮機均是由蒸汽透平驅動的。透平轉速控制系統采用的是美國伍德沃德(WOODWARD)公司的505(E)電子調速器。
2 WOODWARD電子調速器簡介
WOODWARD505/505E電子調速器是以微處理器為基礎的控制器,可以控制各種型號的蒸汽透平。其中,505E調速器可控制單抽蒸汽透平及補汽透平,比505調速器多出抽汽控制功能。二者都可以在現場通過內嵌的菜單式軟件組態,既可以作為獨立控制器使用也可以與DCS等控制系統相結合使用。
2.1伍德沃德505E電子調速器硬件介紹
天津乙烯的505E調速器系列號為:8238—009,機箱內有電源卡、CPU卡、帶輸入/輸出端子的I/O卡、繼電器輸出卡。在505E的盤面上有一個帶26個雙功能鍵的操作鍵盤和一個用來顯示操作狀態和信息的液晶顯示屏。505E電子調速器上主要的輸入/輸出信號如下:
(1)兩個轉速輸入信號。接收轉速測量探頭輸入的頻率信號,信號范圍:500Hz~12.050kHz。
(2)4個4~20mA輸入信號:抽汽壓力信號(用于輸入透平抽汽/進汽壓力測量信號)、千瓦輸入信號、串級輸入信號和遠程輸入信號(用于控制轉速參考值)。
(3)6個電流輸出信號。有兩個輸出信號用于控制透平的高壓缸閥門(HP閥)和低壓缸閥門(LP閥);其余4個電流輸出信號可由用戶根據需要在505E編程時選擇其它輸出功能:如轉速測量值、轉速參考值、抽汽壓力輸入值/參考值、高/低壓閥斜面位置等。
(4)16個狀態輸入信號。其中有6個是保留的干觸點輸入信號,分別為:外部緊急停車信號;報警清除信號;發電機斷路器/主斷路器輔助觸點信號;增加/降低轉速參考值等。其它10個是由用戶編程定義的干觸點輸入信號,可由用戶根據需要從以下15個信號中選擇:外部停車信號、外部啟動信號、打開/關閉HP閥信號、打開/關閉LP閥信號、增加/降低抽汽壓力參考值、轉速測量裝置故障超馳、超速實驗信號、空載/額定切換信號、投用串級控制、投用遠程控制、增加/降低串級信號參考值等。
(5)8個繼電器輸出信號。第1~3個分別用于調速器報警信號輸出、電氣超速跳閘信號、調速器停車信號輸出;其余5個繼電器輸出信號可由用戶根據具體需要在編程時選擇其功能輸出:如透平轉速已達到最大控制轉速、轉速開關、遠程過程控制、抽汽壓力信號故障、HP/LP閥斜面開關及用戶設定的與系統操作有關的手動設定值等。