富氣壓縮機組是催化裂化裝置中關鍵機組之一，其功能是將低壓富氣壓縮為凝縮油，從而生產成為液化氣類介質。富氣壓縮機的轉速控制一般采用電機控制和汽輪機控制。本文結合實際應用介紹Woodward 505調速器結合ESD系統控制汽輪機轉速，從而調節壓縮機負荷。
系統主要組成為以下4個部分：
①汽輪機：背壓式汽輪機，杭州中能汽輪動力有限公司產品，產品型號：BH25/01。
②富氣壓縮機：離心式壓縮機，沈鼓集團公司產品。
③Woodward505：由汽輪機設備廠家提供，并完成組態、調試。
④ESD系統：ICS Trusted T6300機組控制系統。
本文主要介紹Woodward505調速器和ICS Trusted T6300機組控制系統的組合應用。
機組控制方案
1、Woodward505調速器和ICS Trusted T6300機組控制系統的組合控制示意圖
2、控制介紹
①ESD系統功能
ESD系統完成整個機組及裝置的聯鎖邏輯地實現和控制。各類聯鎖信號包括汽輪機、富氣壓縮機的各個振動、位移、軸承溫度、干氣密封、潤滑油站等信號以及505調速器輸出的跳閘信號均接入ESD系統，實現機組允啟、聯鎖停機、聯鎖切斷、潤滑油泵啟停等功能。停機聯鎖發生后，ESD系統輸出信號同時停汽輪機（汽輪機停車電磁閥），關閉富氣壓縮機入口閘閥、出口閘閥，打開富氣壓縮機防喘振閥，放火炬閥打開一定開度，同時向505調速器發送停車信號。
采用3個轉速信號接入ESD系統，在ESD系統進行3取2處理后判斷機組運行狀態。在正常工作中，為方便操作，在ESD系統操作站給出轉速給定信號。
②Woodward505調速器完成功能
505調速器完成汽輪機手動暖機啟動、轉速控制和停機，汽輪機現場調試及超速實驗。其中暖機啟動模式在程序中進行設定。轉速控制按照505調速器內部固有邏輯和程序經比較計算后輸出至電液執行機構，實現轉速調節。停機按505控制固有停機模式。
采用兩個轉速信號接入505調速器。
3、信號連接
505調速器內部固有功能較多，接線端子多，實際只應用其中一部分。與ESD系統之間的聯絡，選用如下信號：
◆ 模擬輸入(遠程給定信號：4-20mA)
◆ 模擬輸出(轉速輸出：4-20mA)
◆ 觸點輸入(ESD系統跳閘信號)
◆ 觸點輸入(允許啟動信號)
◆ 觸點輸入(遠程給定允許)
◆ 繼電器輸出(505跳閘信號)
◆ 繼電器輸出(505報警信號)
◆ 繼電器輸出(遠程給定已投)
◆ 繼電器輸出(505正常)
◆ 執行器輸出(4-20mA)
對應各信號的功能需對505調速器進行組態，一般505調速器由汽輪機廠家提供，出廠前已進行組態，并提供最終組態卡。
4、轉速控制
①汽輪機啟動
此步驟完全由505調速器手動實現。當工藝流程具備條件后，ESD系統輸出允許啟動信號。用505調速器啟動汽輪機，在800rpm保持30min；然后在505調速器操作面板逐步緩慢提高轉速，每次升速為500rpm到2000rpm維持30min；汽輪機臨界轉速為4947rpm，越過臨界轉速時，轉速從3900rpm直接提至5600rpm左右。
②切換至ESD操作
當轉速大于等于一定轉速，例如6000rpm時，ESD系統發出遠程給定允許(觸點輸入)信號；505收到ESD允許給定信號后，505調速器轉速給定信號自動緩慢與ESD系統遠程給定信號靠近，當達到一致時，505發出遠程給定已投信號，此時能夠在ESD系統操作站改變轉速給定值。
此步驟主要實現505信號與ESD信號之間無擾動切換。
在應用中需注意：依據505使用手冊，遠程轉速給定可以通過505鍵盤、外部觸點或MODBUS來投入或退出。當遠程轉速給定允許觸點閉合時，此功能生效。在505復位后或清除跳閘狀態后，如果該觸點處于斷開，則閉合后允許轉速給定生效；如果處于閉合，則將其斷開再閉合，允許轉速給定生效。
③汽輪機停機
此步驟由505調速器實現。
機組從試運、開工至今運行良好。Woodward 505調速器專用于汽輪機轉速控制，應用廣泛、可靠、成熟，505調速器由汽輪機廠家提供有利于初期調試，可避免不必要的糾紛。如果所選ESD系統能夠滿足汽輪機轉速控制要求，可不使用505調速器，直接將505調速器的功能在ESD系統中實現，前提是系統必須確保滿足轉速控制要求。公司應用的ICS Trusted預留了3個轉速輸入信號及輸出卡件，準備以后進行改造。也可以將505調速器與ESD系統轉速輸出信號使用轉換開關選擇應用，更具備靈活性。
作者：邵光明 于秀芳
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