賀爾碧格無(wú)極量控制原理與日常應(yīng)用.pdf

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1、賀爾碧格無(wú)極量控制原理與日常應(yīng)用宋洋張凱(中國(guó)石油遼陽(yáng)石化分公司煉油廠，遼寧遼陽(yáng)1l1003)摘要：介紹了賀爾碧格無(wú)極量控制系統(tǒng)的組成和原理，以及在中國(guó)石油遼陽(yáng)石化分公司煉油廠120萬(wàn)噸加氫精制的應(yīng)用。本文從化工生產(chǎn)的角度出發(fā)探討了無(wú)極量在新氫壓縮機(jī)的使用，從而最大限度的節(jié)約能源。關(guān)鍵詞：執(zhí)行機(jī)構(gòu)；CIU中間接口單元；DCS分散控制系統(tǒng)；EPS直流48伏供電電源；GIM總接口模塊；SIM級(jí)接口模塊1基本功能1．1HydroCOM是什么它是可靠、高效、易實(shí)現(xiàn)的壓縮機(jī)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。Hydro—COM這個(gè)單詞來自英文“hydraulicallyact

2、uatedcomputerised，compressorcontrolsystem”，意為“液壓驅(qū)動(dòng)、計(jì)算機(jī)控制的壓縮機(jī)氣量控制系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。壓縮機(jī)的流量控制回路是在DCS或是PLC里實(shí)現(xiàn)的。1．2功能說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)與CIU之間的信號(hào)傳遞是通過RS485總線來實(shí)現(xiàn)的。CIU模塊地功能是為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供控制信號(hào)，并且是控制系統(tǒng)和HydroCOM系統(tǒng)之間信號(hào)交流的中間模塊，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的閉環(huán)控制．DCS／PLC或是其它回路控制器與HydroCOM之間的信號(hào)為模擬量和二進(jìn)制開關(guān)量信號(hào)。同時(shí)CIU也提供Modbus接1=1與其它系統(tǒng)通訊

3、。上死點(diǎn)傳感器不僅可以同步測(cè)量壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，而且可以實(shí)時(shí)提供活塞在氣缸中的即時(shí)位置給CIU，執(zhí)行機(jī)構(gòu)正是根據(jù)這個(gè)原理來控制進(jìn)氣閥的開啟和閉合時(shí)間。故壓縮機(jī)的氣量調(diào)節(jié)可以簡(jiǎn)化為在控制室內(nèi)輸入相應(yīng)的參數(shù)值即可。1．3氣體回流控制HydroCOM氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的原理可稱為“回流省功”，具體來說就是在壓縮行程中，使部分氣體未經(jīng)壓縮而重新返回到進(jìn)氣總管從而節(jié)省能耗。1．4控制原理壓縮機(jī)是由DCS、PLC，或者由HOERBIGER提供的閉環(huán)控制器來控制。主要的過程是選取其中一個(gè)過程變量(例如．排氣壓力，吸氣壓力，流量．)作為主控變量，用戶給這個(gè)變量設(shè)定值，P

4、I控制器被分配到壓縮機(jī)的每一級(jí)上，第一級(jí)根據(jù)過程變量來控制。第一個(gè)控制器的輸出主要作用于第一級(jí)，在高壓級(jí)，選取級(jí)間壓力作為過程控制變量，各級(jí)的負(fù)荷百分比信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)傳輸給CIU。2HydroCOM氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成部件下面列出了HydroCOM系統(tǒng)的所有部件，它們將在下面部分描述：執(zhí)行機(jī)構(gòu)；中間接I=1單元CIU,直流48伏供電電源EPS；隔離放大器IA；上死點(diǎn)傳感器；液壓油站HUd]艮務(wù)軟件HSS．2．1執(zhí)行機(jī)構(gòu)CIU通過實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線方式提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制信號(hào)，液壓油站單元(HU)提供液壓油來作為驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而控$1J缶lJ荷

5、器來控制進(jìn)氣閥的開啟與閉合。EPS變壓器為每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供48VDC電源。2_2中間接口單元模塊CIU中間接口單元模塊CIU是賀爾碧格無(wú)極量控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系模塊。往復(fù)式壓縮機(jī)每級(jí)的控制信156l化工彳群2015年7月號(hào)都被轉(zhuǎn)換為進(jìn)氣閥的開啟／閉合信號(hào)?！癈IU激活”、“CIU報(bào)錯(cuò)”、“CIU故障”以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作等信號(hào)都需要通過CIU傳輸。CIU通過RS232接El設(shè)置，接1：3是在CIU的正面面板上。通過上死點(diǎn)傳感器同步獲取往復(fù)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)位置，CIU就可以實(shí)時(shí)計(jì)算閥的動(dòng)作時(shí)間。3日常維護(hù)與經(jīng)驗(yàn)分享3．1閥窩溫度

6、的監(jiān)測(cè)如果進(jìn)氣閥閥窩溫度有顯著上升，通常意味著該進(jìn)氣閥有過量的氣體回流。一般而言，運(yùn)行過程中的氣體回流導(dǎo)致進(jìn)氣閥溫度升高，故比較所有進(jìn)氣閥的溫度才能發(fā)現(xiàn)不正常。3_2氣量控制的監(jiān)測(cè)對(duì)于多級(jí)壓縮機(jī)，各級(jí)的控制信號(hào)彼此之間保持一致。當(dāng)負(fù)荷變化了，所有的控制信號(hào)也跟著變化，本質(zhì)上對(duì)應(yīng)關(guān)系保持不變。如果沒有安裝級(jí)間壓力自動(dòng)控制，通過比較各級(jí)控制信號(hào)，核對(duì)負(fù)荷的平均分配。如果某一級(jí)的輸出信號(hào)有很大偏差，意味著某一級(jí)做功不正常。3．3液壓油站的監(jiān)測(cè)通常液壓油站安裝一個(gè)溫度變送器，用來監(jiān)測(cè)油溫，需要監(jiān)測(cè)該數(shù)值使之處于溫度定義量程內(nèi)，如果超溫就會(huì)聯(lián)鎖停止賀爾碧

7、格無(wú)極量控制系統(tǒng)。利用安裝在油站上的壓力變送器來測(cè)量油壓用于維持賀爾碧格無(wú)極量控制系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的最小壓力，如果最小壓力過低就會(huì)聯(lián)鎖停止賀爾碧格無(wú)極量控制系統(tǒng)。3．4實(shí)際情況有一次在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)賀爾碧格無(wú)極量控制系統(tǒng)SIM卡件報(bào)錯(cuò)，CIU中間模塊也出現(xiàn)報(bào)警，查找故障代碼表發(fā)現(xiàn)是第一級(jí)入口和第二級(jí)入口工作不正常，停車后下電處理，更換了兩個(gè)電氣室后發(fā)現(xiàn)SIM卡件還是報(bào)錯(cuò)，利用手頭備件更換SIM卡件后正常，經(jīng)檢測(cè)是原現(xiàn)場(chǎng)電氣室漏電反串回SIM卡件，造成兩塊SIM卡件損壞，希望賀爾碧格能夠改進(jìn)接線機(jī)制，增加安全柵來保護(hù)卡件。4結(jié)語(yǔ)因此，HydroC

8、OM是一種用于往復(fù)式壓縮機(jī)的無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(10—100％)。通過無(wú)極量的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)最低負(fù)荷下限取決于氣體組分、操作工況和壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)。液壓