风机变频控制实现工艺塔的恒压控制.pdf

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1、第8期丛建平.风机变频控制实现工艺塔的恒压控制951风机变频控制实现工艺塔的恒压控制丛建平(大庆中蓝石化有限公司,黑龙江大庆163713)摘要对丙烯管道冷却系统进行分析,提出了丙烯塔在一定条件下的最优恒压设计方案。关键词丙烯塔风机变频器电机控制中图分类号TP273文献标识码B文章编号1000-3932(2011)08-095lJD4DCC气体分馏装置丙烯塔的压力是否稳定,对丙烯塔的正常生产和安全影响巨大,丙烯塔的压力控制是通过对丙烯输出管道实施冷却和控制回流比来完成的。笔者通过详细分析丙烯输出管

2、道冷却系统,提出了丙烯塔的恒压设计方案。1设备和工艺简介DCC丙烯加工设备用来将原油加工过程中生成的渣油进一步催化裂化处理变成丙烯,主要由丙烯塔和冷却设备组成,整套设备结构如图1所示。图1DCC丙烯加工设备结构示意图塔底和塔顶的温度决定了丙烯馏分的产量和纯度。由于塔顶的丙烯馏分是气体,压力和温度具有一定的对应关系,控制住塔顶压力也就控制了塔顶温度。塔顶压力直接决定丙烯塔设备的安全,故丙烯塔生产采用恒压控制。DCC丙烯管道冷却系统由30台18.5kW的空冷风机和水喷淋系统组成,30台风机组成了一个

3、3×10的风机阵列。从丙烯塔顶流出的丙烯气体经过冷却后,变成液体暂存在回流罐中,部分外放形成产品,部分经过回流泵的输送重新返回丙烯塔,用来控制丙烯塔的温度和压力。由于丙烯在同一侧流人和流出丙烯冷却系统,丙烯进入每组的管网阻力大小不同,因此每组风机在运行时产生的冷却效果稍有差异。距离丙烯冷却系统出入口越远的风机,其冷却效果越差,各组风机在冷却能力上逐组降低。2恒压控制原理30台空冷风机和水喷淋系统已经将系统的冷却能力作出了分档划分,为了准确控制系统的冷却能力,消除冷却能力在各个档内无法控制的局面,

4、笔者引入了变频器控制。利用变频器能够连续改变电机的转速,完成一个档内冷却能力的精确控制,再利用继电器控制其它工频电机的启动和停止,实现在冷却塔内产生连续可调的冷却能力,使得准确控制丙烯塔的压力成为可能。收稿日期:2011-02-21952化工自动化及仪表第38卷空冷风机在调试过程中考虑了振动以及温升等问题,变频器的输出频率限制在25—50Hz之间。由于电机的运行频率限制在25~50Hz之间,为了实现变频运行的一个电机无法完成0~25Hz之间冷却能力控制,故用一台变频器同时拖动两台电机运行。由于各

5、组风机在冷却能力上不同,变频器拖动的两台电机应该选择在第10组风机中,这样变频器可以得到最大的冷却调节能力。当由于丙烯塔压力偏高(低)而需要启动(关闭)一台工频电机,可以依据该工频电机的组编号和预先设置的各组冷却能力衰减系数,准确设电机控制箱27个空冷风机置变频器的输出频率,从而保持系统的冷却能力平滑连续变化。工频电机的开启(关闭)顺序应按照各组冷却能力衰减系数由小(大)到大(小)进行,当完成一轮启动(关闭)后,再进行下一轮的操作。利用变频器同时拖动两台电机,再配置数量适量的工频电机运行,可以完

6、成丙烯塔压力的准确控制。3控制系统结构控制系统采用集中操作分散控制的结构(图2),由电机控制系统、集中控制柜和远程操作箱组成。丙烯塔阳烯塔压力变送器.恩盾J:频L启动,停止控制IU缆PLCI删变坝露交流

7、I交流lI交流接触器

8、I接触器Il接触器电机控制箱副鼎吲㈢空冷风机图2控制系统结构示意图3.1电机控制系统各个电机均有各自独立的电机控制系统。电机控制系统由操作按钮箱、控制箱和综合电机保护器等组成,能够完成启动一保持一停止的操作动作。操作按钮箱采用防爆结构,放在电机旁边,便于操作人员现场启停风机

9、。控制箱放在配电室内,主要部件有空气开关和交流接触器,完成电机一次电路的通断控制。综合电机保护器通过电压和电流互感器测量电机的电压和电流,同时通过控制交流接触器的通断监控电机的安全运行,如缺相、过载以及转堵等。3.2集中控制柜集中控制柜主要由变频器、PLC、净化电源系统、空气开关、交流接触器及继电器等组成。可以完成对各个电机的集中控制,具有电机操作按钮箱的功能,完成电机的启停控制,两种操作方法完全兼容,都可以随时启停电机运行。为维护考虑,变频器可以拖动第10组风机中任何一台风机运行,正常情况下,

10、拖动两台电机进行变频运行。PLC用来实现所有控制和通讯功能。3.3远程操作箱远程操作箱放在DCC装置控制室,主要由触摸屏和相关控制旋钮组成,用来实现对各个电机的远程启停控制、控制方式选择、各种工艺/控制参数的设置和变频器操控等。触摸屏采用嵌入式操作系统WindowsCE体系结构。可以直接接人INTERNET网络,便于数据远传。远程操作箱通过西门子的专用网络PPI与PLC建立点对点的通讯联系。PLC通过现场总线MODBUS与30个综合电机保护器建立主从结构的通讯网络,实现各个电机运行参数的采集;P

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