林勇，賈東卓，張?jiān)稣?/p>

（西氣東輸管道公司甘肅管理處，甘肅武威733000）

GE壓縮機(jī)組礦物油輔助油泵程序優(yōu)化

林勇，賈東卓，張?jiān)稣?/p>

（西氣東輸管道公司甘肅管理處，甘肅武威733000）

GE壓縮機(jī)組干氣密封保護(hù)的放空程序經(jīng)修改后，減少了天然氣的浪費(fèi)，但是長(zhǎng)時(shí)間保壓停機(jī)中，輔助油泵的持續(xù)運(yùn)行會(huì)造成很大的電能消耗，為此在確保為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)提供潤(rùn)滑的前提下，對(duì)輔助油泵的運(yùn)行邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，以達(dá)到節(jié)約能源、延長(zhǎng)電機(jī)壽命的目的。

GE機(jī)組；輔助油泵；程序優(yōu)化

1 輔助油泵進(jìn)行邏輯優(yōu)化的必要性

GE壓縮機(jī)組的礦物油系統(tǒng)有一臺(tái)壓縮機(jī)非驅(qū)動(dòng)端的軸頭泵、一臺(tái)22 kW的交流輔助油泵和一臺(tái)直流應(yīng)急油泵，分別在不同狀態(tài)下為動(dòng)力渦輪和壓縮機(jī)軸承提供潤(rùn)滑油。在機(jī)組正常啟停、停機(jī)保壓過(guò)程和礦物油加熱器運(yùn)行時(shí)輔助油泵運(yùn)行，主要是避免壓縮機(jī)充壓、放空時(shí)氣流帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而不能有效潤(rùn)滑而損壞軸瓦，防止剛停機(jī)時(shí)軸瓦處的熱集聚而損傷部件，確保潤(rùn)滑受熱均勻，防止局部受熱而加速潤(rùn)滑油老化變質(zhì)。

GE機(jī)組輔助油泵在壓縮機(jī)進(jìn)口壓力大于100kPa就運(yùn)行，這與干氣密封系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì)不相呼應(yīng)，致使干氣密封系統(tǒng)程序優(yōu)化后，其運(yùn)行邏輯弊端凸顯。

GE機(jī)組干氣密封系統(tǒng)設(shè)置了壓縮機(jī)出口和機(jī)組的出口匯管兩處供氣氣源。當(dāng)壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由壓縮機(jī)的出口氣源供給干氣密封；而當(dāng)壓縮機(jī)啟、停機(jī)和保壓期間，由壓縮機(jī)出口匯管的氣源供給干氣密封。也就是只要壓縮機(jī)內(nèi)有天然氣存在，就一直有經(jīng)過(guò)過(guò)濾、加熱，確保潔凈、干燥的外部天然氣進(jìn)入干氣密封。機(jī)組保壓停機(jī)中，干氣密封動(dòng)、靜環(huán)貼在一起，密封氣全部進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)部。在放空程序修改之前，機(jī)組通過(guò)間歇性放空將壓縮機(jī)進(jìn)口閥兩側(cè)差壓PDIT775維持在400～600 kPa，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)內(nèi)部工藝氣壓力始終低于引自出口匯管的密封氣，防止壓縮機(jī)內(nèi)的氣體流入干氣密封系統(tǒng)，以此保護(hù)干氣密封裝置。但每隔20 min的放空會(huì)損失大約200 m3的天然氣，1d超過(guò)1萬(wàn)m3的放空量，長(zhǎng)時(shí)間保壓停機(jī)很不經(jīng)濟(jì)。但是，如果停機(jī)后立即放空，每次8 000 m3以上的放空量，全年累計(jì)起來(lái)也是巨大的損失，同時(shí)再次啟機(jī)不得不重新吹掃和充壓，費(fèi)時(shí)費(fèi)力又不經(jīng)濟(jì)。

2009年，GE公司根據(jù)西氣東輸?shù)囊髮?duì)程序進(jìn)行了修改，在“1+1”（1用1備）運(yùn)行方式下，利用進(jìn)出口差壓，通過(guò)打開(kāi)加載閥XV775的方式，避免了備用機(jī)組保壓時(shí)的間歇性放空，減少了環(huán)境污染的同時(shí)，使備用機(jī)組在非特殊情況下不再放空；每年創(chuàng)效近千萬(wàn)元，但是此次程序的修改沒(méi)有考慮相關(guān)設(shè)備，特別是輔助油泵運(yùn)行的程序。

從輔助油泵的邏輯模塊中可以看出（如圖1、2所示）：當(dāng)壓縮機(jī)入口壓力a63gs（PIT785）大于K63CC（100 kPa），L63CC為False，在停機(jī)保壓過(guò)程中L4mqaz一直為False，輔助油泵不停止運(yùn)行。

在GE公司對(duì)干氣密封保護(hù)放空程序未修改之前，一般情況下機(jī)組停機(jī)后馬上就放空泄壓，以避免浪費(fèi)，輔助油泵很快停止運(yùn)行；程序修改以后，備用機(jī)組輔助油泵持續(xù)運(yùn)行，一臺(tái)22 kW的電機(jī)，不考慮電機(jī)的壽命，運(yùn)行1個(gè)月的耗電量超過(guò)15 000 kW·h，費(fèi)用約1.2萬(wàn)元。目前西氣東輸全線(xiàn)12座GE站中“1+1”（1用1備）的站場(chǎng)有7座，除“2+0”（二用無(wú)備）站場(chǎng)停機(jī)外，僅此7臺(tái)機(jī)組每年保壓中輔助油泵運(yùn)行的花費(fèi)約100萬(wàn)元，另外，“2+1”（二用一備）工程的后續(xù)投產(chǎn)又增加9臺(tái)備用機(jī)組，每年的損失將達(dá)200萬(wàn)元左右。因此，GE公司在程序修改中沒(méi)有充分考慮輔助油泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題。實(shí)際運(yùn)行中，有的站場(chǎng)為減少電能浪費(fèi)，采用斷開(kāi)電機(jī)電源的方式停運(yùn)電機(jī)，在增加工作量的同時(shí)又帶來(lái)了較大的人身及設(shè)備安全隱患。因此，在保證設(shè)備安全的前提下，通過(guò)優(yōu)化控制程序?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源、降低電機(jī)損耗是必要且迫切的工作。

2 輔助油泵邏輯優(yōu)化思路及步驟

機(jī)組存在的狀態(tài)有啟動(dòng)、運(yùn)行、保壓、放空等階段。優(yōu)化目標(biāo)是：只需滿(mǎn)足輔助油泵在啟動(dòng)、放空期間運(yùn)行，在停機(jī)時(shí)保證充分冷卻、潤(rùn)滑，且潤(rùn)滑油溫度降低至不影響軸、軸瓦的性能后輔助油泵停止運(yùn)行。在這幾個(gè)階段對(duì)機(jī)組工藝系統(tǒng)的加載、放空閥的開(kāi)閉狀態(tài)、管道壓力以及轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化進(jìn)行邏輯優(yōu)化（也就是程序優(yōu)化）。

2.1 啟動(dòng)階段

無(wú)論是GG運(yùn)行模式、盤(pán)車(chē)模式還是離線(xiàn)水洗模式激活，L1X為T(mén)rue，L1Z為False（如圖3所示），輔助油泵運(yùn)行邏輯中D為False，油泵運(yùn)行。啟動(dòng)過(guò)程中，在充壓前油泵已經(jīng)運(yùn)行；而且當(dāng)NPT_A大于0即透平有轉(zhuǎn)速時(shí)L14LR為False，邏輯模塊中的L1Z也為False，能確保油泵在啟動(dòng)階段一直運(yùn)行。

2.2 運(yùn)行階段

當(dāng)PT達(dá)到最低轉(zhuǎn)速準(zhǔn)備加載時(shí)，邏輯模塊中第一排的變量A、B為T(mén)rue，E、I為False，輸出為T(mén)rue（如圖4所示），輔助油泵停止運(yùn)行，機(jī)組具備加載條件，此后軸頭泵取代輔助油泵運(yùn)行。

2.3 停機(jī)保壓階段

由于原邏輯中的H（L62CD）為機(jī)組停機(jī)后滑油泵運(yùn)行條件，CALC.OUT為3 h（如圖5所示），假如停機(jī)后馬上放空，油泵也會(huì)運(yùn)行3 h后才停止，停機(jī)保壓后壓力條件和此條件重合。已經(jīng)充分考慮到停車(chē)后軸及軸瓦的冷卻，因此不用再增加剛停機(jī)時(shí)的運(yùn)行邏輯程序。只需考慮保壓階段油泵停止運(yùn)行，即管道壓力大于定值K63CC（100 kPa）時(shí)放空閥關(guān)閉，油泵停止運(yùn)行。

2.4 放空階段

當(dāng)放空閥XV784打開(kāi)時(shí)油泵運(yùn)行，而當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力PIT785小于定值K63CC（100 kPa），也就是放空結(jié)束時(shí)油泵停止。

根據(jù)以上思路改寫(xiě)輔助油泵運(yùn)行邏輯程序：只需將邏輯模塊中的M條件擴(kuò)展成在保壓時(shí)停止，在放空時(shí)運(yùn)行，放空結(jié)束時(shí)停止。

（1） 增加功能塊（見(jiàn)圖6）。利用XV784關(guān)閉信號(hào)L33vm_c，和開(kāi)信號(hào)L33vm_o以及壓力比較值L63CC，編寫(xiě)以下邏輯程序：當(dāng)機(jī)組停機(jī)滑油冷卻時(shí)間結(jié)束時(shí)，管道中壓力大于100 kPa，L63CC非與L33vm_c同為T(mén)rue，油泵停止；當(dāng)放空閥打開(kāi)放空時(shí)，兩路邏輯中都有一個(gè)條件為False，所以RUNG_14輸出為False，油泵運(yùn)行，而當(dāng)放空結(jié)束時(shí)L63CC與L33vm_o同為T(mén)rue，油泵停止。

（2） 修改油泵運(yùn)行邏輯（見(jiàn)圖7）。由于擴(kuò)展了輔助油泵的運(yùn)行邏輯模塊RUNG_3中的M，所以必須將RUNG14的輸出替代原邏輯中的M。

（3） 修改設(shè)置。以前K63CC的值為100 kPa，考慮到儀表檢測(cè)偏差及放空末期，天然氣的流動(dòng)產(chǎn)生的能量較低，不會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成傷害，所以K63CC的值仍然沿用以前的值。

（4） 保存、編譯后下載到控制器，程序修改結(jié)束。

3 試驗(yàn)效果

2010年5月在金昌站1#機(jī)組上進(jìn)行了輔助油泵程序優(yōu)化測(cè)試，強(qiáng)制模擬保壓、放空以及放空完畢狀態(tài)。油泵在放空時(shí)運(yùn)行，在保壓以及放空完畢后停止；啟動(dòng)過(guò)程中L1Z始終是False，油泵一直運(yùn)行；到最小負(fù)荷后，A、B為T(mén)rue，E、I為False，油泵停止；而停機(jī)后L62CD為False，油泵運(yùn)行冷卻3 h計(jì)時(shí)啟動(dòng)。這樣，利用閥門(mén)狀態(tài)、壓力值等現(xiàn)有條件，不需增加設(shè)備，只通過(guò)簡(jiǎn)單的程序修改就實(shí)現(xiàn)了輔助油泵的邏輯優(yōu)化，增收節(jié)支的同時(shí)延長(zhǎng)了電機(jī)的壽命。

[1] 王玉軍.干氣密封工作原理及結(jié)構(gòu)布置[J].科技信息，2007，（26）：3-4.

Abstract：When the vent program of dry gas seal protection for GE compressor unit was modified,an amount of natural gas was saved.But the continuous operation of mineral oil auxiliary pump led to much waste of electric energy during a longtime pressurized stop of the compressor unit.Under the condition of ensuring the necessary lubrication,the operation program of mineral oil auxiliary pump has been optimized so as to save energy and extend motor life.

Key words:GE compressor unit,auxiliary oil pump,optimization of program

（69）Program Optimization for Mineral Oil Auxiliary Pump of GE Compressor Unit

LIN Yong（Gansu Division of West to East Gas Pipeline Co.,Wuwei 733000,China）,JIA Dong-zhuo,ZHANG Zeng-zhan

TH45

B

1001－2206（2011）02－0069－04

林勇（1971-），男，四川資陽(yáng)人，工程師，1995年畢業(yè)于西安石油學(xué)院儀器系，主要從事電氣、自動(dòng)化儀表的維護(hù)、安裝等工作。

2010-11-10