林霞

（上海英格索蘭壓縮機(jī)有限公司，上海200051）

空氣壓縮機(jī)儀表報(bào)警定值與核電廠實(shí)際應(yīng)用

林霞

（上海英格索蘭壓縮機(jī)有限公司，上海200051）

空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)從簡(jiǎn)單的電機(jī)帶動(dòng)主機(jī)的回轉(zhuǎn)設(shè)備，轉(zhuǎn)變?yōu)榧刂?、電氣、氣路、油路、冷卻于一身的機(jī)組設(shè)備，通常都是箱式整體空氣壓縮機(jī)組，隔音罩殼外部帶有可操作的面板。機(jī)組內(nèi)包括空氣壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)、氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。在與工程公司、設(shè)計(jì)院交換技術(shù)資料的階段，對(duì)空壓機(jī)內(nèi)部的各子系統(tǒng)流程圖和各儀表探測(cè)點(diǎn)報(bào)警定值都十分關(guān)注，做好報(bào)警手冊(cè)及定值手冊(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)上游DCS參數(shù)設(shè)置，模擬工況報(bào)警點(diǎn)試驗(yàn)都至關(guān)重要。

空壓機(jī)；儀表定值；核電應(yīng)用

本文以核電廠項(xiàng)目最常用的無油螺桿式空氣壓縮機(jī)為例，分析其儀表報(bào)警定值的應(yīng)用。

1 操作界面上的定值設(shè)置

在空壓機(jī)操作面板上，可以對(duì)如下參數(shù)設(shè)置，范圍是設(shè)置點(diǎn)可以調(diào)節(jié)的最小值和最大值，以單位步長(zhǎng)遞增調(diào)節(jié)：

表1 控制面板上的定值預(yù)設(shè)置

*主/備機(jī)選項(xiàng)允許用戶選擇一臺(tái)空壓機(jī)作為”主”空壓機(jī)，而其他所有空壓機(jī)都作為”輔助”空壓機(jī)(模擬次序控制器模式).輔助空壓機(jī)的聯(lián)機(jī)和脫機(jī)壓力為主空壓機(jī)的聯(lián)機(jī)和起跳壓力設(shè)置點(diǎn)減去輔助空壓機(jī)偏置設(shè)置點(diǎn)。

**僅星形三角接法.不適用于全壓?jiǎn)?dòng)器的自動(dòng)啟動(dòng)。

表1中儀表定值的設(shè)定是根據(jù)核電廠的現(xiàn)場(chǎng)需求及空壓機(jī)內(nèi)部要求來設(shè)定的，定值設(shè)置如下：現(xiàn)場(chǎng)有6臺(tái)無油機(jī)，根據(jù)常規(guī)島機(jī)組的使用情況，設(shè)定1臺(tái)主機(jī)和其余5臺(tái)備機(jī)的輪換工作時(shí)間為168小時(shí)；根據(jù)空壓機(jī)額定壓力10barg，設(shè)定起跳壓力和回跳壓力；冷凝水排放的間隔時(shí)間和排放時(shí)間與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有關(guān)，潮濕或海洋性氣候環(huán)境下，排放間隔時(shí)間會(huì)較小，排放時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排污管道的配置設(shè)定；啟動(dòng)計(jì)時(shí)器是以星三角啟動(dòng)時(shí)間10S為設(shè)置依據(jù)的；自動(dòng)重啟時(shí)間的設(shè)定主要是保護(hù)電機(jī)，1小時(shí)內(nèi)電機(jī)啟停不超過6次；對(duì)于沒有選配斷電重啟動(dòng)功能的空壓機(jī)，電力中斷后無法自動(dòng)重啟。

2 氣路和油路系統(tǒng)的報(bào)警定值

無油機(jī)與噴油機(jī)的主機(jī)有很大差異，對(duì)于一般動(dòng)力的無油壓縮機(jī)，由于壓縮過程沒有噴油冷卻，所以必須采用兩級(jí)壓縮，即兩個(gè)螺桿主機(jī)，否則壓縮過程中的高溫將使空壓機(jī)無法運(yùn)行，所以無油螺桿式壓縮機(jī)的流程圖會(huì)比噴油機(jī)的復(fù)雜一些。因此無油機(jī)內(nèi)儀表數(shù)量和功能也會(huì)高于噴油機(jī)內(nèi)的配置。

氣路系統(tǒng)的儀表有：空濾器進(jìn)氣狀態(tài)傳感器；中間壓力、第二級(jí)排氣壓力和機(jī)組排氣壓力傳感器；第一級(jí)排氣溫度、第二級(jí)進(jìn)氣溫度、第二級(jí)排氣溫度和機(jī)組排氣溫度傳感器。溫度傳感器都為電阻式，另外還用兩個(gè)機(jī)械溫度開關(guān)，用于控制第一、第二級(jí)排氣溫度。以10bar排氣壓力的無油機(jī)為例，氣路上的溫度儀表報(bào)警定值包括如下見表2.

表2 氣路上的溫度報(bào)警定值

其中一級(jí)主機(jī)排氣溫度傳感器設(shè)置在一級(jí)主機(jī)之后，中間冷卻器前的消音器管路上；二級(jí)主機(jī)進(jìn)氣溫度傳感器設(shè)置在二級(jí)主機(jī)之前，一級(jí)汽水分離器筒體上，經(jīng)過中間冷卻器冷卻后的壓縮氣體溫度；二級(jí)主機(jī)排氣溫度傳感器設(shè)置在二級(jí)主機(jī)之后，后冷卻器前的消音器管路上；而機(jī)組排氣溫度傳感器只顯示最終壓縮空氣出口的溫度，操作人員可以從控制器屏幕上讀取此溫度值，不參與報(bào)警。

氣路上的壓力儀表報(bào)警定值包括如下見表3.

表3 氣路上的壓力報(bào)警定值

其中空氣進(jìn)氣真空度包括機(jī)組停機(jī)時(shí)的初始狀態(tài)和運(yùn)行中的加載或卸載狀態(tài)監(jiān)控，但空氣進(jìn)氣過濾器達(dá)到壓差定值后，會(huì)顯示報(bào)警以提醒更換或清洗空氣過濾器，否則將造成空壓機(jī)氣量的減少與功耗的增加。二級(jí)進(jìn)氣壓力和二級(jí)排氣壓力，除了本傳感器在控制器內(nèi)設(shè)定的定值之外，控制器內(nèi)部邏輯還同時(shí)計(jì)算第二級(jí)壓力比值，如果二級(jí)排氣壓力除以二級(jí)進(jìn)氣壓力的比值大于5并持續(xù)2S，也會(huì)顯示報(bào)警并報(bào)故障停機(jī)。

油路系統(tǒng)上的儀表有：油過濾器進(jìn)氣壓力傳感器，油過濾器出口壓力和軸承油壓傳感器（都位于油過濾器殼體上），以及軸承油溫傳感器（位于油分配管端部）。油路上的溫度儀表報(bào)警定值包括如下見表4.

表4 油路上的溫度報(bào)警定值

油路上的壓力儀表報(bào)警定值包括如下見表5.

表5 油路上的壓力報(bào)警定值

油壓過低故障報(bào)警的時(shí)候，需要檢查油泵，或考慮更換油過濾器。

3 與其他廠家定值設(shè)置比較

對(duì)于不同廠家的無油螺桿式空氣壓縮機(jī)，其流程系統(tǒng)也是大同小異，以核電廠常用的另一個(gè)壓縮機(jī)廠家J為例，如下圖1是廠家J無油空氣壓縮機(jī)流程示意圖。

圖1 其他廠家水冷無油空氣壓縮機(jī)流程示意圖

由于不同廠家在氣路和油路上設(shè)置儀表的位置并不相同，因此在報(bào)警定值設(shè)置上也略有差異，從某核電現(xiàn)場(chǎng)得到的反饋，將廠家K和廠家J無油機(jī)儀表報(bào)警定值的參數(shù)對(duì)比如下表6.

表6 兩個(gè)廠家無油機(jī)報(bào)警定值參數(shù)表（風(fēng)冷機(jī)型）

從對(duì)比定值看，第二級(jí)轉(zhuǎn)子出口和入口溫度高報(bào)警差異較大，應(yīng)該是兩個(gè)廠家傳感器設(shè)置點(diǎn)不同：第二級(jí)轉(zhuǎn)子進(jìn)口溫度，廠家K儀表監(jiān)測(cè)點(diǎn)在中間冷卻器后，廠家J的儀表監(jiān)測(cè)點(diǎn)在中間冷卻器前；同樣第二級(jí)轉(zhuǎn)子出口溫度也是反過來布置的，廠家K監(jiān)測(cè)點(diǎn)在后冷卻器之前，廠家J監(jiān)測(cè)點(diǎn)在后冷卻器之后。

對(duì)比油壓過低的報(bào)警定值，雖然兩個(gè)廠家均選擇齒輪泵作為油泵，但油路系統(tǒng)設(shè)置略有不同。廠家K的潤(rùn)滑油經(jīng)過油過濾器后，進(jìn)入到總的油分配管，分配到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，如齒輪箱、一級(jí)與二級(jí)螺桿主機(jī)的軸承、齒輪等，以及第二級(jí)主機(jī)的機(jī)殼冷卻和控制系統(tǒng)的用油，所以進(jìn)入潤(rùn)滑油的工作油壓要保持在2.8～3.5barg；廠家J的油路設(shè)置是，油通過油泵從齒輪箱的油箱循環(huán)流至油冷卻器，然后油流經(jīng)壓縮機(jī)機(jī)頭的冷卻夾套，油從該處通過油過濾器流向軸承和同步齒輪，油壓的最小設(shè)置值是1.0barg，最大設(shè)置值是1.9barg。油路啟動(dòng)時(shí)的原理就好像一個(gè)是向油箱注油，一個(gè)是從油箱抽油，并且因?yàn)橛蛪旱牟煌?，兩個(gè)廠家油壓過低的報(bào)警定值不一樣。

空氣過濾器壓差定值，廠家K分別考慮了初始靜態(tài)和加卸載動(dòng)態(tài)下的濾芯阻值，廠家J只設(shè)置了一個(gè)定值。

4 其他定值的設(shè)置

空氣壓縮機(jī)定值設(shè)置，除了控制器面板初始定值和傳感器定值設(shè)定之外，空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)也有報(bào)警定值，如起動(dòng)機(jī)故障停機(jī)報(bào)警，主電機(jī)過載，風(fēng)扇電機(jī)過載，遠(yuǎn)程停機(jī)故障，遠(yuǎn)程啟動(dòng)故障，電機(jī)絕緣繞組，空載運(yùn)行相電流等定值，需要操作人員參照現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)銘牌及相關(guān)電氣部件的設(shè)定要求來設(shè)置定值。

空壓機(jī)后處理設(shè)備也有定值的設(shè)置要求，如干燥器露點(diǎn)傳感器定值，用于監(jiān)控壓縮空氣的露點(diǎn)品質(zhì)，再如干燥器上的切換閥壓力開關(guān)、過濾器濾芯更換壓差定值等。

5 結(jié)束語

空氣壓縮機(jī)機(jī)組及系統(tǒng)的報(bào)警定值，在與工程公司、設(shè)計(jì)院技術(shù)資料交換時(shí)，是電氣儀控專業(yè)單獨(dú)的接口內(nèi)容，屬于重要的技術(shù)文件信息，上游DSC參數(shù)設(shè)置、現(xiàn)場(chǎng)操作人員編制調(diào)試大綱、確定現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的定值，都將依據(jù)此定值手冊(cè)和報(bào)警手冊(cè)，再結(jié)合報(bào)警邏輯圖，以更好的配合現(xiàn)場(chǎng)操作人員的啟動(dòng)檢查和報(bào)警試驗(yàn)，使空氣壓縮機(jī)機(jī)組狀態(tài)處于數(shù)據(jù)監(jiān)控，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。

Air Compressor Instrument Alarm Value Analysis With the Practice of the Nuclear Power Plant Application

LIN Xia
（Shanghai Ingersoll Rand Compressor Co.，Ltd.，Shanghai 200051，China）

Air compressor is an electric motor driven，completed with all necessary components，such as air end，controller，electric system，air pipe，coolant pipe and cooler etc.It is a totally self-contained air compressor package.When delivery the technical document or exchange engineering parameter with EPCs or design institutes，they are all pay attention to subsystem P&ID drawing of air compressor，as well as warning or alarm set points.So well preparing these alarm manual and set point manual，will do help DCS read status of equipment，or help operator set main system engineering data，or simulate the operation condition to complete alarm point examination.

air compressor；alarm set points

TP277

：A

：1672-545X（2017）01-0250-03

2016-10-03

林霞（1978-），女，工學(xué)碩士，工程師，從事核電項(xiàng)目第一接口工作。