徐涛

摘要：大庆炼化公司聚合物一厂丙烯腈装置空压机组调速系统由原系统更改为新的以505调速系统为核心的电子控制系统，同时增加了就地控制柜、速关阀、行程监视开关，原有的油系统管路改造为液压集成的速关控制系统。该方案的实施，将原来该系统中单一部件组合在一起，克服了管路繁多、安装复杂等缺陷，在运行中有效的避免了监控困难和减少了产生漏油着火的概率，增加了汽轮机运行可靠性和安全性，加强了控制方面操作性，更加便捷，更加利于控制平稳率。

关键词：汽轮机；505调速系统：速关系统；平稳率

引言

随着对机组运行状况的要求越来越高，同时自动控制系统所涉及的内容也越来越广，因此要求其安全性和经济性必须提高到一个新的高度，在汽轮机及其控制系统对保证正常生产和整套设备的平稳运行有着特别重要的作用。汽轮机调节系统的型式很多，有机械调速系统、液动调节系统、电液调节系统等，但它的被调量不外乎是转速、功率及压力等信号，问题在于设计一个具有最佳的调节规律的控制系统，对这些调节变量进行运算和修正，保证汽轮机在各种工况下稳定运行，协调汽轮机和压缩机之间的控制，并能满足正常生产的要求。

1、调节和控制系统

1.1调节系统概述

调节系统主要由转速传感器、转速控制系统、电液转换器、油动机和调节汽阀组成。

转速控制系统同时接收两个转速传感器变松的汽轮机转速信号，将收到的信号与设定值进行比较后输出执行信号（4-20mA），经过电液转换器转换成二次油压（1.5bar-4.5bar），二次油压通过油动机操纵调节汽阀。如图1：

1.2汽轮机运行监视和保护

汽轮机就地仪表柜显示油压和汽压信号，并装有转速表。汽轮机保护系统由速关阀、危急遮断器及连杆机构、电磁阀组成。危急遮断器及其连杆机构组成汽轮机机械超速保护装置。当汽轮机达到超速转速时，危急遮断器的飞锤在离心力的作用下，迅速击出，打击连杆机构挂钩，使其脱落，速关阀快速关闭，切断气源。

电磁阀受到外部综合停机信号后，立即切断速关油路，使速关阀关闭。手动停机阀也是速关组合间的组合部分，用于就地手动紧急停车。

2、速关控制装置

速关控制装置是汽轮机保护系统和控制系统的集合。将原有系统中单一部件组合在一起。系统速关控制装置可以实现的主要功能有：手动紧急停车、双冗余电动联锁停车、危急保护装置自动挂钩等。

3、电液转换器

电液转换器接收来自电子调节器的4-20mA驱动信号，并将此信号转换成二次油压1.5-4.5bar，而二次油压作为油动机错油门的输入信号，它能通过油动机调节汽轮机调节汽阀的开度，从而控制汽轮机的功率/转速。

4、Wooward 505

Woodward 505数字式控制器可用于控制工业汽轮机、电网涡轮发电机、发电机或透平膨胀机。控制器由印刷电路板和外壳组成，通常镶嵌在控制面板上。如图2：

4.1 Woodward 505调速器概述

以微处理器为基础的Woodward 505调速器适用于单执行机构或双执行机构分程控制的汽轮机控制。Woodward 505调速器可现场编程组态，从而使单一的设计能适用于各种不同的控制场合，降低了制造成本和缩短了交货周期。调速器采用菜单驱动软件以引导现场工程师根据具体的发电机或机械驱动应用要求对调速器进行编程组态。Woodward 505调速器能设置成独立单元或连同工厂的集散控制系统一起运行。

4.2 操作人员控制屏幕

Woodward 505是一种可以现场组态并且与操作人员控制屏幕为一体式的汽轮机调速器。综合性的操作人员控制屏包括位于Woodward 505面板上的一个两行（每行24字符显示器）和一个30键的键盘，操作人员操作屏用于对Woodward 505进行编程组态在线程序调整和操作汽轮机系统。容易理解的提示以英文显示的方式显示在操作屏的两行显示器上，操作人员能在这同一个显示器上查看实际值和给定值。

4.3 汽轮机控制参数

如果需要Woodward 505调速器可以与一个或两个调节阀相连以控制一个参数并限制一个附加参数。通常控制参数是转速或负荷，但是Woodward 505调速器能用于控制或限制；汽轮机的进汽压力或流量、排汽压力背压或流量、第一级压力、发电机的功率输出或者其它与汽轮机相关的过程参数。

4.4 通信

Woodward 505调速器能够通过两个Modbus通信口直接与丙烯腈的DCS控制系统进行通信。这两个通信口支持采用ASCⅡ或RTU Modbus传输协议的RS232、RS422或RS485通信。Woodward 505与集散控制系统之间的通信也能够通过硬接线连接进行，因为所有的Woodward 505 PID给定值都能通过模拟输入信号来控制而不会削弱接口分辨率和控制精度。

4.5 Woodward 505的使用

Woodward 505调速器具备两种正常操作方式，编程方式和运行方式。编程方式针对汽轮机具体使用场合选择调速器组态所需的各选项。一旦调速器组态完毕，通常不需再次使用编程方式，除非汽轮机的选项或运行条件有所改变。组态完毕后，运行方式用于汽轮机从启动直至停机的操作。

4.6 附加特性

Woodward 505调速器具备如下附加特性：先出跳闸指示（共有5個跳闸输入），避开临界转速（两个转速范围），顺序自动启动（热态启动和冷态启动），两组转速负荷动态特性，零转速检测，超速跳闸的峰值转速指示和机组间的同步负荷分配与DSLC一起使用。

5、结语

本文以聚合物一厂丙烯腈车间空压机组汽轮机调速系统为例简要介绍了汽轮空压机组调速系统的组成及调试，调速系统的正常稳定对化工厂安全可靠运行十分重要，不同主机厂家提供的调节系统也是不同的，在调试运行前要结合厂家提供的相关说明书和设备资料熟悉工艺流程，熟悉调节系统的组成，能对调节系统中各个组成部分的原理，结构，与其他部分的连接等有相当程度的了解，这样在调试过程中遇到问题才懂得如何去分析和处理。

参考文献

[1]杜东明，高洪涛.350MW开式冷却汽轮机循环水的优化运行[J].汽轮机技术，2009（01）

[2]宋欣亮.汽轮机低真空运行循环水供热改造技术研究[J].赤峰学院学报，2008（06）

[3]吉桂明.汽轮机经济性和可靠性的提高[J].热能动力工程，2008（06）

[4]赵斌，刘玲，张文兵.汽轮机冷端优化的研究[J].热力透平，2009（01）

（作者单位：中国石油大庆炼化公司）