淺談英格索蘭離心風機在磨溪凈化廠的運用現狀

李潔 唐偉（中國石油西南油氣田公司川中油氣礦磨溪天然氣凈化廠）李繼（中國石油西南油氣田公司川中油氣礦質量安全環保科）

一、風機概況

磨溪凈化廠130×104m3/d 聯合裝置硫磺回收單元的英格索蘭離心風機是一種動態徑向壓縮機， 潔凈的空氣通過在一組葉片中加速而產生壓力， 然后通過長半徑高效擴壓器再使空氣減速。 風機的吸入側采用專門的調節閥門，在保持恒定壓力的同時進行風量調節。 該離心風機為低振動、全結構單元，配備附件包括控制器、進出口調節閥、柔性膨脹節、截止閥。 風機每個單元采用功能化設計，從而可以和配備便捷型操作界面、基于PLC 的控制盤配套使用。 該風機的進口閥和放空閥采用PID 單回路控制方式，這種控制方式使流量調節更精確，使流量不會出現大幅度波動，從而有效地避免了喘振現象的發生。

二、風機防振動安裝措施

為了減少機體振動，風機安裝在隔離式混凝土彈性墊板上，墊板必須安裝平直、水平，可采用金屬墊片或找正桿找平，以避免通過地面傳遞振動。 在鋼基座下還可安裝彈簧型防振器，將振動速度減小到足夠低， 最大限度地減少通過混凝土基板傳遞振動。

三、防喘振控制措施

1、喘振控制方式

喘振是風機的固有特性， 當喘振發生時應采取措施降低出口壓力或增加入口流量，盡量縮短喘振時間。 為了確保風機穩定可靠地運行，防止因用量波動發生喘振，因此在風機出口設計了放空旁通閥， 當主燃燒爐用風量減少時或風機發生喘振時可通過旁路放空來平衡。 風機進口風量由進氣閥控制，旁通閥和進氣閥都是由PID 單回路控制邏輯控制。

當電機電流大于最大工作電流時，關小進氣閥；當電機電流小于最小負荷電流時，開大進氣閥；當電機電流在最大工作電流和最小負荷電流之間時，進氣閥由出口設定的壓力值控制。 根據排氣壓力與壓力設定值的比較結果實時調整進氣閥門的開度。為了防止閥門動作過于頻繁，該控制設定了一個死區控制區，即允許一定的控制參數的小范圍波動而控制閥門無動作。

旁通閥的控制是根據電機電流與最小負荷電流設定值的比較結果來控制，當電機電流小于喘振電流時快速開大旁通閥，當出口壓力接近喘振壓力時快速開大旁通閥。

2、喘振檢測與連鎖

根據磨溪凈化廠硫磺回收單元的工藝要求， 風機出口壓力設定為70KPa，風機啟動后，進氣閥開度為20%，放空閥開度為100%，25 秒后放空閥緩慢關閉，進氣閥緩慢開大，直到壓力保持在70KPa 左右。為了防止風機因負荷小而引起喘振現象，風機控制系統設定了喘振電流值， 即當電機電流小于或等于喘振電流值時開始啟動計時器記時， 同時進氣閥和放空閥將開大以調節流量，若在5 秒內電流增加到大于設定值，則計時器復位，否則風機喘振報警停機。

四、系統結構

本系統采用西門子S7-200PLC 作數據采集和控制， 現場的各類模擬信號、電磁閥閥位回訊、報警接點信號、PLC 輸出到電磁閥起停信號等均通過端子排與PLC I/O 模塊相連，從而實現數據的采集和控制。 本系統采用MicroWinV4.0 編程軟件， 采用USB/PPI 多主站電纜，可實現程序的上傳和下載、程序在線調試和程序運行監視。 本系統采用RS485 通訊，采用兩個通訊接口，通訊口0 接入中控室DCS 系統，通訊口1 接現場PC 顯示屏，現場PC 顯示屏和中控室可以監視系統相關參數和系統狀態，PC顯示屏可修改所有設定參數。

五、常見故障、原因分析及處理措施

（1） 最小流量報警， 可能原因是用氣量較小， 處理措施為PLC 自動調整放空量增加流量

（2）。 最大流量報警，可能原因是用氣量較大，處理措施為PLC 自動調整進氣閥減小負荷。

（3）喘振報警停機，可能原因是用氣量突然減少；進氣濾芯過臟；電流變送器端口松動或損壞，處理措施為復位，重啟；清潔或更換進氣濾芯；緊固接線端子或更換電流變送器。

（4）MCC 故障跳車，可能原因是啟動柜保護跳車，處理措施為檢查綜保裝置和整定值。

（5）MCC 啟動故障（無法啟動），可能原因是啟動柜未送電或啟動柜故障，處理措施為送電或排除啟動柜故障。

（6）軸承溫度高報警（停車），可能原因是缺潤滑油；軸承損壞；測溫探頭故障；PLC 輸入模塊故障，處理措施為補充潤滑油；更換軸承；檢查修復或更換測溫探頭；更換模塊。

（7）振動高報警（停車），可能原因是地腳螺栓調整不當或減振墊損壞；振動探頭故障；PLC 輸入模塊故障，處理措施為重新調整、更換減振墊；更換振動探頭；更換模塊。

（8）進氣壓差大報警，可能原因是進氣空氣過濾器堵塞；差壓開關故障，處理措施為清潔或更換進氣空氣過濾器；檢查調整或更換差壓開關。

（9）油溫高，可能原因是冷卻水量太小；油冷卻器臟；溫度表故障，處理措施為增大冷卻水量；清潔油冷卻器；更換溫度表。

（10）油溫低，可能原因是冷卻水量太大；溫度表故障，處理措施為減小冷卻水量，更換溫度表。

（11）閥門不動作，可能原因是無儀表氣源或壓力太低；氣源臟堵塞氣路；定位器故障；蝶閥閥片卡死；PLC 模擬量輸出通道故障，處理措施為送氣；清潔、加0.01 微米過濾器；修復或更換定位器；檢查修復蝶閥；更換模塊。

（12）出口壓力低，可能原因是電機電流低；進氣口堵塞，處理措施為檢查輸入電流；清潔進氣口。

六、總結及建議

（1）英格索蘭PLC 防喘振控制系統自投運后，運行效果一直很好，風機啟停正常，運行平穩，達到了設計要求，取得了良好的經濟效益。

（2）為了保證系統的高可靠性，控制部分可采用雙機熱備結構。

（3）為了避免油冷卻換熱器不堵塞，建議在換熱器入口加管道過濾器。

（4） 為了保證油冷卻潤滑效果， 齒輪箱油溫應控制在40-49℃，油壓應控制在170-250KPa.