新型机组在催化设备中的运用剖析研讨

　　1. 1风机部分AV90- 15轴流压缩机为15级全静叶可调整，调节范围大，能充分满足装置变工况要求。

　　1. 2烟气轮机YL- 33000A型烟气轮机是目前国内*大功率且在国际上名列前茅的大功率烟气轮机。

　　1. 3汽轮机NGS63/50型蒸汽轮机为国内*大功率的次高压高速背压式汽轮机，此机型针对重油催化裂化装置自产蒸汽的特点，具有可靠、效率高等优点。

　　1. 4变速箱及盘车器S6- 560 /6型变速箱及全自动电动盘车器平行轴、双斜齿、渐开型齿型、双向传扭，其性能可靠、噪音小。

　　1. 5电动机/发电机QF- 22- 2型同步电动机/发电机根据四机组特点，可以切换发电/电动状态，根据蒸汽量和烟气量进行自我调节，转换电能，达到能量回收的要求。

　　2压缩机工况特点

　　2. 1轴流压缩机的工况特点AV型压缩机为全静叶可调式，为保证机组在不同工况的*佳运行，其**级静叶角度可以实现22 79无级调节，其空气动力学特点是调节范围广及运行时噪音低（三层缸结构）。该机型主要由机壳、叶片承缸、调节缸、转子、叶片、密封套、进口圈、扩压器、轴承等构成。在压缩机两侧各安装一个伺服马达，它将动力油的压力能转化为调节缸的往复运动，通过连接板和调节缸连接，伺服马达活塞在高压油的作用下做轴向往复移动时，带动调节缸轴向移动，通过导向环带动曲柄、滑块、静叶旋转达到调节流量的目的。

　　2. 2主要设备工况特点

　　2. 2. 1蒸汽轮机该机型主要以装置自产蒸汽为驱动，功率为20000kW，转速为3722 r/m in，转子为双出轴，转向从进气端向排气端看为顺时针方向。

　　2. 2. 2烟气轮机YL- 33000A型烟气轮机通过高温碟阀（双阀，其中一个为两位式高温闸阀）调节装置再生器生成的高温烟气的流量进行高速转动，驱动压缩机做功，转速控制主要由调节入口碟阀为主，转速为3722r/m in，功率为33000kW.

　　2. 2. 3电动/发电机该机主要利用能量回收发电，在驱动端达不到工况额定转速时，切换为电动状态。功率为20000kW ，转速为3000r/ m in，转向从轴伸端看为顺时针方向。

　　2. 2. 4齿轮箱

　　GX- 90型齿轮箱速度比为3722 /3000，传递功率正向传递和反向传递都为20000kW，并且带电动盘车部件，主要为机组开车初期使用。

　　3机组控制系统

　　重油催化裂化四机组的控制系统为TRICONEX的TS1131，主要由转速调节系统、机组防喘振控制系统、油站控制系统、机组联锁控制系统、发电/电动控制系统等5部分组成。此外还有轴系和外围监测部分，包括振动、位移、转速、温度、压力、流量。

　　3. 1机组转速调节系统

　　（ 1）四机组的转速调节系统主要以调节烟气轮机和蒸汽轮机为主，而电动/发电机根据压缩机转速和能量回收的要求，切换发电/电动状态。

　　（ 2）机组正常运行时，整个机组转速受电动/发电机的同步速度控制，各机负荷的大小只改变电动/发电机回收功率的多少，并不改变机组转速。

　　（ 3）电机脱网时，机组在联锁信号的作用下，立即转变为汽轮机速度控制。机组转速由汽轮机调速汽门控制在101%额定转速。

　　（ 4）烟机入口碟阀控制回路上设有低选器，在正常操作且机组转速为设计额定值时，由压力信号控制，反之为速度信号。

　　3. 1. 1烟机转速调节系统

　　YL- 33000A型烟气轮机主要以装置再生器经过催化反应后产生的烟气为主动力，部分烟气通过两道高温碟阀进入烟机作功，并驱动烟机转动，然后通过高温烟道排入烟囱所示。

　　在烟机的转速控制中， HV3719高闸为2位式，全开和全关模式，而HV3720则为模拟量0% 100%阀位控制，因此在实际操作中， HV3719全开只起到联锁作用，可切断烟气进料。

　　机组的转速主要由HV3720和双动滑阀PV3717、PV3718进行分程控制，如果转速过低，则开大HV3720碟阀，并根据再生器压力和两器差压，调节双动滑阀大小；如果转速过高，则关小HV3720碟阀，同时根据再生器压力，调节双动滑阀大小。

　　在四机组的工艺操作中，有蒸汽轮机和发电/电动机，如果烟气的压力过高，可以降低蒸汽轮机的转速，并加大发电量；若烟气的压力降低，则可以增大蒸汽轮机的转速，降低发电量，确保四机组转速为3722r/m in.300万重催四机组的烟机转速调节相比其余催化装置的机组而言，由于多一台蒸汽轮机作为驱动端，因此在确保再生器压力的前提下，更容易实现机组的转速平衡。

　　在控制逻辑中，主要由来自再生器压力调节器、转速控制器和手操器3路信号通过低选器作用于烟机入口碟阀HV3720来实现。压力调节器和手操器取正作用，速度调节器取反作用，所以当机组转速未达到设定值（额定转速的103% ）时，进入低选器的压力信号与手操器压力信号总是低于速度调节器的信号。由于低选器只选取低信号，因此，压力信号和手操信号通过正常生产时，仅选择较低的信号，而当机组转速超过速度控制器的设定值时，进入低选器的速度信号才会低于压力调节器送出的压力信号，手操器送出的信号值也开始起作用，去调节烟机入口碟阀的开度，控制机组转速。

　　烟机的转速检测主要由4个转速探头来实现，其中SE3711和SE3712为高选进行转速控制，而SE3713和SE3714也进行高选，在上位画面中显示烟机转速，并且是发电机投入自动运行的条件之一。

　　3. 1. 2汽轮机转速调节系统

　　机组正常操作时，汽轮机调节汽门开度由控制器根据蒸汽系统情况对汽轮机入口蒸汽压力和流量进行自动或手动控制，保持机组平稳运行。当电动/发电机由发电状态脱网后，汽轮机调节汽门立即由负荷控制转变为速度控制。

　　在汽轮机控制中，入口处有两道两位式速关阀，开机前，必须打开速关阀，根据装置锅炉产汽量来计算，如果中压蒸汽量充足，可以采用调节汽轮机的转速来达到机组的转速控制，即：打开中压蒸汽入口阀按照暖管数据预热主蒸汽线、空转。

　　冷却蒸汽线、背压蒸汽线及汽轮机汽室。

　　在主控制逻辑中，通过升速控制器的设定值启动汽轮机，如果速度设定值大于机组实际转速值，调节汽门将被打开，当转速达到500 r/m in，调节汽门开度小于14%时，空转冷却蒸汽阀将被打开，当调节汽门开度14%时，空转冷却蒸汽阀将会自动关闭。

　　当机组达到额定转速3722r/m in时，可以切换次高压蒸汽，缓慢打开锅炉出口电动阀，当汽轮机管线压力大于3.

　　5MPa时，中压蒸汽自动切除。汽轮机的转速控制主要由次高压蒸汽操作，同时汽轮机出口并入1. 0M Pa蒸汽管网。

　　3. 2防喘振控制

　 在防喘振控制中，轴流风机出口压力也有极限控制：轴流风机出口压力设定点*高可达0. 47MPa.当压缩机出口压力高于0. 47MPa时，防喘振控制阀将自动打开，保持风机出口压力为0. 47MPa所示。

　　3. 3油站控制系统

　　3. 3. 1润滑调节油站润滑油站是为压缩机组全部润滑点供应润滑油，并为汽轮机调节系统供油。本油站主要由油箱、电动油泵、冷却器、电加热器、阀门、连接管道以及就地的检测仪表所组成。

　　油泵、冷却器、过滤器均由两台并联安装，每一个均可通过*大流量，互为备用，并能在不停机的情况下互相切换、检修与维护。主要部件参数为：油泵压力1. 0MPa；油泵流量2500L /m in；油箱容积25000L.

　　在对油路的控制中，首先要启动油箱内部的电加热器，此控制信号分为手动/自动两种，手动信号由仪表在上位操作界面（ MM I）给出，由电气提供220V交流电；而自启动信号有两个条件控制：油温必须< 20 ；油箱液位> 60% ；这两个条件必须同时满足，才能由控制逻辑送出加热信号。

　　当油箱温度超过45时，无论工作方式为手动还是自动，电加热器自动停止，并通入冷却水。根据工艺需要，也可以随时通入冷却水，控制油温在25左右。当油箱加热器投用后，必须先打开油泵1或2，打开控制阀的旁通阀，使油循环，加热均匀。当油温均匀，并且粘稠度符合机组润滑使用时，改好润滑油、控制油流程，将冷却器和过滤器转换到其中一台上，在油进入系统的过程中，慢慢关闭旁通阀门。

　　在油路控制系统中，*主要的一个控制联锁为油压大降，启动辅助油泵；试用一台油泵工作，另外一台工作方式切换为自动状态，降低油压，当总管油压低于0. 08M Pa时，另外一台油泵应立刻启动工作，恢复总管油压至0. 08MP以上，保证机组在高速运转的情况下各部件都被润滑，防止机组部件磨损。

　　油泵上油后，分为两路，一路进入润滑系统，一路为汽轮机的速关阀提供动力油和调节油，调整汽轮机转速。

　　3. 3. 2动力油站动力油站是轴流压缩机动力油系统中的动力油源部分。

　　它为轴流压缩机的静叶角度调节机构提供动力油。

　　动力油站主要由油箱、恒压变量油泵、过滤器、加热器及就地安装仪表组成。在动力油站上安装有蓄能器，当动力油站的供电系统或其它设备发生故障时，蓄能器能保证在动力油站停止工作后向伺服马达提供足够的压力油，满足伺服马达的两个全行程的用油量，可以使轴流压缩机的静叶角度从其工作角度安全的退回到起动角（ 22 ），使轴流压缩机安全地停止工作。

　　动力油站的油泵、过滤器和蓄能器均为两台并联安装，互为备用，并能在不停机的情况下切换和检修。动力油站的辅助油泵启动控制逻辑与润滑油站类似，启动条件为7MPa.主要部件参数为：油泵压力12MPa；供油流量59L /m in；油箱容积550L；蓄能器容量40L.

　　3. 4机组联锁控制系统

　　在四机组的联锁保护系统中，主要是油路系统、轴系系统和超速系统，当汽轮机本身达到联锁停机的条件时（轮室压力、排汽压力等），可以单独把汽轮机切换出来，而不影响整个机组的正常工作及给装置提供必要的动力风。

　　当机组发生异常状况时，机组控制系统除有联锁停机外，还在上位机（ MM I）中设立软开关，在机组的控制盘上也有硬开关，可以给程序发出信号1 ，送入停机程序。当机组联锁停机后，会发生如下自保动作：风机放空阀全开（ BV3715、BV3716），烟机入口碟阀和切断阀全关（ HV3719、HV3720），风机出口止回阀（ FV3712），静叶保护（ HV3711 ），主汽门、调速汽门全关，电机跳闸，控制逻辑给DCS发出机组停机信号。

　　3. 5电动/发电机控制部分

　　四机组的电动/发电机额定功率为22000kW，转向从电机轴伸端看为顺时针。从能量回收的系统看，本台发电机主要是利用多余的烟气和蒸汽在带动机组正常转动，为装置提供动力风，进行发电，并入电网。

　　（ 1）如果电动/发电机在发电工况下脱网后，机组轴系转速立即转为汽轮机调节汽门控制，机组保持在额定转速。当机组转速达到103%额定转速时，烟机入口碟阀将调节，使机组维持在103%额定转速以下。若转速达到跳闸转速，而联锁不动作，应立即采取手动停机。

　　（ 2）如果电动/发电机在电动工况下运行时， 10000V停电，将造成电动/发电机停机，应按停机按钮做紧急停机处理。

　　4机组开停机工艺控制顺序

　　4. 1机组允许启动条件

　　机组允许启动的条件为：润滑油压力、温度正常，高位油箱液位正常；烟机入口碟阀液压油位正常；两台防喘振全开，防逆流阀全关，烟机入口快速切断阀，入口调节阀全关；汽轮机速关阀和调节汽全关；封机静叶角度*小；动力油8. 0 9. 0MPa；顶升油泵运行正常；汽轮机主汽门全关。

　　4. 2四机组开机步骤

　　4. 2. 1烟气轮机启动方案烟气轮机启动方案如下：具备机组运行条件后，启动电动盘车；通轮盘冷却蒸汽；一切正常后进行烟机暖机，打有关参数，通过改变特征的尺寸及特征之间的关系来达到参数化设计的目的。需注意，开发工作的关键在于确定独立可变参数，应尽量以*少的参数来确定整个零件的可变尺寸，并通过参数化尺寸驱动实现对设计结果的修改。

　　5应用实例

　　在进行完上述程序的编制及参数化齿轮模型的建立后，打开Pro/E应用程序，用户只需对齿轮参数化设计系统菜单进行操作，在打开的对话框内输入齿轮的各项参数，就可方便地实现齿轮的建模。

　　6结语

　　M icrosoft V isual C + + 6. 0、Pro /Toolkit及Pro/Program的使用，方便地实现了齿轮类零件的三维参数化设计。工程实际中，设计人员可根据上述方法建立各类零件的模型库。使用时只需调用模型程序就可灵活地修改设计，从而提高设计效率。