一、系統結構
AV40-10 機組控制系統PLC 部分采用美國GE Fanuc 公司的系列90-30中小型集散控制系統實現機組所需的過程控制邏輯控制,上位監控部分采用GEFanuc公司的CIMIPLICITY 監控軟件實現操作監視管理等功能。
系統結構如圖一所示, 由兩臺操作站、G E 9 0 - 3 0 冗余的控制器(IC693CPU364)、GENUIS 總線控制器(IC693BEM331)、以太網及GENUIS NET 網、VersaMax I/O模塊構成。
二、系統功能
系統功能
由系列90-30和VersaMax構成的系統主要完成以下功能:
● 防喘振控制
● 定風量/定風壓控制
● 機組啟動控制
● 緊急停機控制
● 逆流保護及安全運行控制
● 潤滑油系統控制
● 動力油系統控制
● 機組軸系監測及報警
1. 防喘振控制
喘振是透平機械的固有特性,喘振是壓縮機機內的氣流在低流量的條件下,在葉片上產生氣流脫離而成的脈動流,并與出口管網的氣容和氣阻之間形成的振蕩現象。軸流壓縮機發生的喘振危害遠遠大于其它類型壓縮機,因此設置了防喘振控制系統。一旦軸流壓縮機進入喘振工況,打開放空閥某一角度,使軸流壓縮機迅速離開喘振工況。
如圖2 所示,根據宣鋼現場的工藝要求,防喘振線與喘振線之間的距離可在5%-10%之間調整。
2. 定風量/定風壓控制
AV40型軸流壓縮機在轉速恒定時,利用改變靜葉開度達到調節排氣流量和壓力,或者固定靜葉某一角度,利用改變汽機轉速來達到所需的風量和壓力。為了靈活操作,在PLC內部設置了“流量/壓力選擇開關”,可以按高爐實際生產工況的需要選擇回路為定風量調節或定壓力調節。
3. 機組啟動條件的控制程序
設置啟動條件聯鎖控制系統的目的就是為了保證機組安全正常的開機。只有當所需條件全部滿足后,系統才發出“允許啟動”的信號,否則開機操作無效。
4. 緊急停機控制程序
在機組運行過程中, 若發生諸如潤滑油壓力過低、風機軸位移過大、持續逆流等事故均為機組重故障, 為了防止事故進一步擴大和保證整個機組的安全, 必須緊急停機。
5. 逆流保護及安全運行的控制
逆流保護是壓縮機最為重要的保護,當防喘振系統不能有效地調節,從而設置了“ 防逆流保護系統”。逆流系統由“三級”保護組成:
第一級:有逆流信號出現,不論時間長短,在產生“喘振”聲光報警的同時,計數器計下一次“喘振”,這時實際上應由防喘振調節系統起保護調節作用。
第二級:若逆流信號持續T1 秒,或在T2時間內又出現第二次逆流信號,則機組進入“安全運行”。并有“逆流”的聲光報警。“安全運行”是實現壓縮機不停機的自我保護措施。使放空閥快速全開,逆止閥強行關閉。靜葉退回,使風量減小,風壓降低。
第三級:在進入自保后的T3秒內,若逆流信號仍不消失,則進入“緊急停機”狀態。
6. 油系統控制
動力油油泵控制(潤滑油油泵及冷凝泵控制與動力油油泵類似):動力油油泵設置兩臺泵,互為備用,通過開關(DCS 軟鍵或電控盤操作開關)可選擇其中之一作為主泵,則另一臺即為備泵。當動力油壓低或主油泵故障時,備泵自動啟動,補充油壓的不足。當油壓正常、主油泵運行正常后,可選擇地停其中一臺泵,并且將其切換到備用狀態。
三、結束語
此套由GE Fanuc 系列90-30 + VersaMax 實現的高爐鼓風控制系統技術先進,安全可靠。為宣鋼的高爐生產提供了充沛的風量,使高爐產量得到顯著的提高,并從節能降耗方面為企業帶來可觀收效。
AV40-10對高爐供風,由于風量、風壓明顯提高,使高爐發生生鐵產量增加和噸鐵鼓風耗量的減少,這對降低生鐵鼓風成本無疑也是相當可觀的經濟效果。