河南省煤气(集团)公司义马气化厂两套7 500Nm³ /h制氧空分装置,其氧气压缩机采用杭州制氧机集团有限公司(简称制氧厂) 生产的3TYS89 +2TYS60机型,五级压缩,电机驱动。在氧气压缩机控制方案的设计上,我们采用了机组启动加载的全自动、润滑油泵的互为备用、密封气多回路调节,区分三种停车过程等方案。
1　气路系统
    控制系统设计采用氧气压缩机五级出口气体温度高联锁(任一出口温度高联锁,停压缩机、紧急喷氮) ,为防止压缩机喘振, 高选器在调节功能块P IC3300、PIC3303的输出端进行高选并输出,来控制高压回流阀PCV3303,保证出口压力不致过高,压缩机入口压力不致过低;中压回流阀HCV3300 (两位阀)在压缩机启动和停车过程中,快速全开,降低出口压力,提高入口压力;避免在机组起动及停车过程喘振。
    压缩机启动过程中,氧气压缩机启动方式为单手柄控制,单手柄布置于控制室操作台。
　　自动启动过程(程序点ESC3301) : ①等待停车准备信号; ②程序执行初始化(关闭入口导叶、氧气入口阀、紧急喷氮阀、放空阀、泄漏气排放阀、氧气出口阀;全开中压回流阀、高压回流阀、氮气入口阀、氧
气—混合气调节阀,密封氮气—混合气调节阀、混合气—氧气调节阀开50% ) ; ③等待启动条件满足信号; ④现场控制盘上电铃响10 s,通知现场人员准备开车; ⑤送电气启动氧气压缩机信号( 5 s脉冲信号) ; ⑥氧气压缩机空载运行5 min; ⑦关闭中压回流阀并等待1 min; ⑧高压回流阀电磁阀带电,可调;⑨氧气压缩机气路流程图上“氧气入口阀允许打开”按钮出现,点击按钮并确认,打开入口阀; ⑩慢慢关保安氮气调节阀,至全关; lv关闭氮气入口阀,打开氮气泄漏阀; lw全开氧气放空阀(电磁阀失电)5 min进行氮气置换; lx氧气放空阀电磁阀带电,调节回路投自动; ly密封气调节回路PD IC3353 投自动; lz手动调整密封气三个调节回路,待稳定后,回路调节投自动,密封气联锁投入; l{根据出口管道有无压力确定氧压机出口阀打开时间。
氧气压缩机启动过程结束后,机组加压过程手动操作,入口导叶与放空阀以及高压回流阀相互协调操作。
2　油路系统
    高位油箱确保了紧急情况下压缩机的短期供油,保证压缩机在停机过程中的润滑。氧气压缩机两油泵互为备用,在氧气压缩机密封气压力建立后,在现场操作盘将油泵控制按钮转至手动位置,启动任一台油泵,观察油泵运行及油路状况,正常后两油泵控制按钮转至自动位置;在系统润滑油压低于联锁起辅油泵值( 0. 15 MPa) ,启动辅助油泵,两油泵共同运行,待润滑油压高于0. 25 MPa时, 停原主泵,原辅油泵(现主泵)运行。
高位油箱、两台互备油泵,多方案保证了氧气压缩机润滑油压的稳定。
3　密封气系统
    氧气压缩机密封气系统控制回路设计了三个调节回路: ① PD IC3351密封氮气与混合气差压调节,回路设定值SP = 5 kPa,停车低联锁值SP = 2 kPa;②PD IC3352混合气与密封氧气差压调节,回路设定值SP = 5 kPa, 停车低联锁值SP = 2 kPa; ③PD IC3353 氧气入口与混合气差压调节,回路设定值SP = 5 kPa。
    由于调节回路设定值都较低,且三调节回路之间互相影响,因此要求回路响应快,且超调量较小。在三回路投用顺序上,首先三调节回路投手动位置,协调调节三个调节阀, PV过程值接近SP设定值,先投PD IC3351 (因密封氮气压力较稳定) ,然后依次投PD IC3353、PD IC3352。
    在氧气压缩机升压过程中,会引起入口压力较大波动,又由于氧气介质的特殊性,要求升压过程尽量要缓慢,这样对冷箱也不至于有大的冲击。
4　氧气压缩机停车
    氧气压缩机停车分为三种情况:轻故障停车、重故障停车、正常停车,停车过程由程序点ESC3302执行。
4. 1　等待停车( STEPWA ITTING)
    将点OTCSTOPD (去电气停车信号)投自动采集模式; 如果停车逻辑UZ3301 _C运算值为真,且氧气压缩机运行,程序跳转至重故障停车程序段;如果氧气压缩机出口压力大于1. 0 MPa,且氧气压缩机已停车,程序跳转至轻故障联锁程序段;如果控制室操作台上单手柄从运行停车,程序跳转至正常停车程序段。
4. 2　重故障停车过程( STEP EMERGENCY )
    停主电机,电磁阀失电,紧急喷氮阀、氮气入口阀、中压回流阀、高压回流阀、放空阀、PDCV3353打
开;电磁阀失电,氧气入口、氮气泄漏阀、出口阀关闭;紧急喷氮1 min后,电磁阀带电,紧急喷氮阀、氮气入口阀关闭; 2 min后,放空阀电磁阀得电,回路投自动,入口导叶调节回路投手动,关闭入口导叶;氮气泄漏阀得电打开;跳转至STEPWA ITTING。
4. 3　轻故障停车过程( STEP ACC IDENT )
    停主电机;电磁阀失电,放空阀、中压回流阀、高压回流阀、PDCV 3 3 5 3打开; 关闭出口阀; 等待2 min,关闭入口导叶;电磁阀得电,放空阀投自动;电磁阀失电,氧气入口阀关闭;跳转至SETPWA IT2TING。
4. 4　正常停车过程( STEP NORMAL )
    慢开放空阀; 电磁阀失电,中压、高压回流阀,PDCV3353全开;关闭氧气出口阀;慢关氧气压缩机入口导叶;等5 s,停主电机; 放空阀调节回路投自动;等1 min,关闭氧气入口阀,跳转至STEPWA IT2TING。
    三种停车情况对应不同的处理过程,减少了对机组的冲击,保证了机组安全停车,同时也保障密封氮气系统压力的稳定。
5　小结
    氧气压缩机自动启动、联锁停车、气路、油路、密封气路控制方案的实施,形成了对机组的安全、性能
强有力的保护,从而为工艺系统的长周期安全稳定运行提供了保障。