独特的蒸汽透平空压机调速与导叶控制系统.docVIP

18.4 独特的蒸汽透平空压机调速和导叶控制系统 　　蒸汽透平空压机是某厂从原联邦德国DEMAG 公司引进的机组，它是以4.0MPa蒸汽为动力驱动一个型号为NK32/16-3的蒸汽透平，继而带动一个型号为AR70-8V7-2的空压机。机组转速的控制由机械和仪表两部分构成，入口流量控制是通过对入口导叶开度的控制而实现的，其独特之处在于调速控制和导叶开度控制都是接收同一个控制器来的号，同步实现流量与转速的双稳定。18.4.1　调速和导叶开度控制系统 18.4.1 .1 系统构成系统结构简图如图18-9所示。 调速自控系统包括：HC1301———转速及导叶开度手操器，信号范围是20～100kPa，在其为外设定状态时，输出信号为FRQC-1的输出信号；FRQC-1———空压机入口流量反作用控制器；SC1302———转速自动调节系统的输出，在(20～48.2～60kPa 的范围内将透平转速分别控制在 7120～8100～8510r/min；UC1301-1———计算器，将87.1～93.5kPa的信号转换成48.2～60kPa的信号；UC101-2———高选器；UC1301-3———低选器；K1———定值器，设定值为48.2kPa。经过分析，可将SC1302与FRQC-1（或HC1301）间的函数曲线绘制成图，见图18-10所示。18.4.1.3 导叶开度控制系统导叶开度控制系统包括：HC1301———转速及导叶开度手操器，信号范围是(20～100kPa，在其为外设定状态时，输出信号为FRQC-1的输出信号；UC1052-1———低选器；UC1052-2———高选器；UC1052-3———计算器，将93.5～100kPa的信号转换成87.1～100kPa的信号；HCV1052———入口导叶阀门定位器，在48.2～87.1～100kPa的信号范围内动作，范围是+30°～ 0°～ -10°K2：定值器，设定值为87.1kPa。经过分析，可将HCV1052与FRQC-1（或HC1301）间的函数曲线绘制成图，如图18-11所示。 　　　　　　　　 18.4.2 透平转速与导叶开度自动控制的实现18.4.2.1 启动初期的手动操作　　透平的启动阶段指转速在0～7120～8100r/min 的过程，在此过程中，导叶将始终保持在+30°关的状态，以保持透平无负荷启动。　　首先应将 HC1301 打至内设定（手动）状态，将 FRQC-1 的输出信号切除，并保持 20kPa的信号，此时 SC1302 接收的信号为 20kPa，使其对阀门0801不产生影响，然后通过手动调整机械调速部分 HC1302 手柄，使蒸汽阀门 0801 开度由小到大，透平转速也从 0r/min 增至 7120r/min （87.9%的额定转速）。18.4.2.2 转速与导叶开度的自动控制　　通过图18-10和图18-11可以看出，此时手动操作 HC1301 使其由 20kPa 增至 48.2kPa，透平转速相应地从 7120r/min 被升速至 8100r/min，接着再将其输出逐渐增大至 87.1kPa，此过程中透平转速将始终保持额定转速 8100r/min，但其入口导叶将逐渐打开，由 +30°变到 0°，开始压缩空气外送。在操作人员陆续开下道工艺设备并将出口压力稳定后，即可将 HC1301 切换到自动状态（外设定），即其输出信号接收 FRQC-1 的信号，从而使空压机的出口流量与转速同时进入自动控制状态。此时，如果出口气量受 FRQC-1 控制需要调节时，空压机转速将保持 8100r/min 不变，导叶开度在 +30°～ 0°间变化。18.4.2.3 透平自动提速　　如果空压机输出的气量在导叶开度为+30°～ 0°范围内满足不了要求，需要提量，即 FRQC-1 流量调节器的测量小于设定值时，其输出将由 87.1kPa 逐渐增大，即先将透平从 8100r/min 开始升速，最终升速到 8510r/min，然后再将入口导叶由 0°开大到 -10°，从而既保证了气量的需要，又为该流量下出口气体压力的稳定提供了相应的动力。18.4.2.4 超速跳车及其他条件下的联锁保护　　在机械方面，还设有一超速跳车保护系统，当透平转速超过 110% 时，超速停车控制器将蒸汽入口阀 2301 关闭，停透平；当空压机出现喘振、振动超高等不正常现象时，将发生联锁动作，使阀0801关闭，停透平空压机。18.4.3 系统设计的独特之处　（1）系统由高选器、低选器、计算器、定值器及手操器等组成，设计简单且性能可靠。　（2）自动调节系统与入口导叶开度系统都是由一个调节器FRQC-1（和手操器 HC1301）控制，在通过自动控制入口导叶开度控制出