[发明专利]一种空分装置空压机防喘振的放空阀控制方法

说明书

本发明公开了一种空分装置空压机防喘振的放空阀控制方法，包括放空阀控制逻辑模式，还包括与放空阀控制逻辑模式相关联的放空阀测试逻辑模式，当在OIS操作站上选择放空阀测试逻辑模式时，控制D0数字量输出功能块，以及输出到阀门定位器控制阀门开度的A0模拟量输出功能块均置于放空阀测试逻辑模式，当放空阀处于放空阀测试逻辑模式时，使D0数字量输出功能块输出到电磁阀得电或失电，当电磁阀处于得电状态时，通过输入数值能改变A0模拟量输出功能块输出对应的输出信号至定位器，通过定位器使放空阀动作到达相应的开度。本发明避免空压机在开机正常运行过程中半途被迫停机处理造成的负面影响，即无谓的能耗及对用户生产节奏和产能的影响。

技术领域

本发明涉及空分装置离心式空压机放空阀的控制，更具体地说，涉及一种空分装置空压机防喘振的放空阀控制方法。

背景技术

在空气分离式制氧行业，空压机是主要的原料(即空气)的供给设备，它负责将前端空气过滤器过滤掉机械颗粒、杂质、粉尘后的大气吸入并压缩升压至一定压力后，供后道工序使用。

根据空分工艺特点及产能的需求，空压机一般选用离心式压缩机，而离心压缩机在工作中存在喘振可能。喘振是离心式压缩机特有的现象，当出口压力上升而排出流量下降到一定区间时，压缩机进入喘振区，喘振发生时，气流在压缩机中来回流动，流量大幅波动，机组剧烈振动，长时间喘振对压缩机损伤极大，因此必须进行防喘振控制。

根据压缩机在不同工况条件下的性能曲线，只要把压缩机出口压力对应的最小流量控制在工作区，压缩机即可正常工作。空压机防喘振的控制对象是放空阀，当空压机出口压力上升而流量下降接近喘振区前，放空阀自动开大，从而增大流经空压机的气体流量，将压缩机工况拉回正常工作区。同时，放空阀还起到调节空压机出口压力的作用，以匹配后续工序的需求。

在空分装置在数次开机过程中，当空压机启动过程完成，对后部管道及设备吹扫、置换结束后，在对空压机进行增量调整时，发生空压机喘振现象，无法继续进行生产，只能被迫停机进行检查。现场检查发现是因为空压机放空阀动作不灵活、卡涩、不到位等现象，造成来自DCS控制系统对阀门的控制信号不能正确执行，而发生了喘振现象。原因分析如下：

空分装置配套的空压机，防喘振的控制对象为放空阀PCV1143。该阀门为配有电磁阀和阀门定位器的调节阀。生产过程控制用DCS系统有2路输出信号控制放空阀动作。一路数字量输出至继电器，控制电磁阀得电或失电。一路4-20mA模拟量输出至阀门定位器来控制阀门的开度大小。电磁阀得电打通阀门定位器输出气路后，4-20mA模拟量控制的阀门定位器输出气压才能进入放空阀的执行机构气缸，推动阀门动作到达DCS所需的控制开度。当电磁阀失电时，推动放空阀的执行机构气缸的气压被释放，在执行机构在弹簧的作用下放空阀始终在全开位置。

目前，如遇到空压机开机运行一段时间后，需要放空阀介入进行防喘振调节的情况下，而发生放空阀动作异常，只能被迫停机处理。停机后对阀门的旋转卡涩部件进行松锈润滑处理，恢复状态后再次开机。不仅被迫停机前，空压机消耗了大量的电能，做了无用功。而且，生产操作人员与设备维护人员都非常被动，由于不能及时给主生产线提供所需的气体，影响到了用户的生产节奏和产量。

如图1所示，当空压机出口压力高、空压机停止状态、空压机重故障、工艺联锁条件其中任何一个条件满足，通过或门逻辑，DCS发出切断信号至控制电磁阀动作的数字量输出块PCV-1143-E1，电磁阀切断阀门定位器输出气路，强制使放空阀全开。

当空压机出口压力高、空压机停止状态、空压机重故障、工艺联锁条件均正常时，电磁阀导通。放空阀根据防喘振控制逻辑动作，即手操器HIC-1143、压力调节器PICS-1143、流量调节器FRCAS-1101三者的输出信号高选后的结果经过模拟量输出块PCV-1143-AO对应为4-20mA，4-20mA驱动阀门定位器是阀门到达指定的开度。