制冷压缩机的PLC控制改造_0
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摘要:1 引言 巨化股份公司合成氨厂主要生产碳氨、尿素、甲醇、液氨等产品。在各产品工艺流程中,要求提供大量的制冷量,合成氨厂利用气氨、液氨进行能量转换,通过冷冻冰机供应大量

1 引言

  巨化股份公司合成氨厂主要生产碳氨、尿素、甲醇、液氨等产品。在各产品工艺流程中,要求提供大量的制冷量,合成氨厂利用气氨、液氨进行能量转换,通过冷冻冰机供应大量的制冷量。考虑到合成氨厂节能改造总体规划和冷冻量需求,结合冷冻岗位增产节能、更新改造要求,针对原有的老工艺活塞式压缩机损耗高、打量小,运行效率低、电气设备过于繁琐等问题进行技改工作。原有的btd-icc型活塞式冰机采用继电器控制,存在控制回路接线复杂繁琐,损坏率高,机械传动部件多,操作麻烦,故障频繁,维修不便等问题。因此合成氨厂决定以制冷量100万大卡/小时,功耗450kw的螺杆冰机更新原活塞式冰机。

  在电气控制回路中采用plc控制,由于plc具有可靠性高,抗干扰能力强;控制程序可变,具有很好的柔性;编程简单,使用方便;功能完善;扩充方便,组合灵活;体积小、重量轻等优点,本次设计运用在实践中取得了预计的效果。

2 工艺流程介绍

  冷冻冰机的工作过程是依据物理转换:(压力体积)/温度=常数(即p1v1/t1=p2v2/t2)使气氨转为液氨的物理工艺过程。所以气氨的压力、温度是工艺控制的重要参数。

  生产中将压力低于2kg/m3的气氨通过系统的气氨总管进入进口处的氨分离器,分离出液氨雾滴,滤去液氨雾滴的气氨流过系统管进入压缩机组的吸气过滤器,再通过过滤器中的过滤网滤去气氨夹带的小杂物(其中吸气过滤器设有温度计指示吸气温度,并由一截止阀连接吸气压力表来指示吸气压力)。干净的气氨进入螺杆压缩机进行压缩升压(即气压由0.3mpa上升至1.57mpa),压缩后的气体至排气口排出。在压缩机运转中,油泵向压缩机内喷入大约占体积流量0.5~1%的润滑油,这部分润滑油起着冷却、密封、润滑的作用,此时要求油喷入的压力必须大于压缩机内气氨的压力,保证润滑油顺利喷入,这里的油气压差检测点为重要参数。这些润滑油随排气排入油分离器,进行油分离,油分离器中装有一安全阀,作用是当分离器内的压力过大,则通过安全阀放空。此后系统分为气路过程和油路过程。

  从气路过程来看:经过油分离的氨气以温度为60~70℃、1.35~1.40mpa的压力进入冷凝器冷凝成液氨,液氨进入液氨收集器;从油路过程来看:在油分离器中分离出的油经过油冷却器,冷却后的油经过逆止阀(只能单方向流通)进入到油粗过滤器,滤去铁屑等大颗粒杂质后到喷油油泵进口,由油泵升压后,再经油精过滤器进一步过滤后回流到喷油总管进入压缩机。油泵并接了附线阀来调节油泵压力,油精过滤器接有压力表(正常时压力值应较小0.07mpa,压力值较大时说明过滤器中滤网被堵,需清理),其基本工艺流程框图如图1所示:

  由于压缩机主机前后轴瓦因长期运行发热,需加油进行冷却、润滑。为此,增设2台稀油站油泵从油箱吸油经滤油器、油冷却器向轴瓦喷油。一般压力足够时,由一台油泵供油,另一台作备用机;当油泵压力不够时,则启动两台泵同时供油,要求喷入轴瓦的油压一般为0.15mpa。

3 plc控制

  可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品,是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把plc认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。plc不同于继电器控制要接许多真正的硬件继电器,它由一些软继电器组成,避免了因元件磨损维修,及一系列繁杂的接线工作。

  (1) 主要特点

  可靠性高、抗干扰能力强;

  控制程序可变,具有很好的柔性;

  编程简单、使用方便;

  功能完善;

  扩充方便,组合灵活;

  减少了控制系统设计及施工的工作量;

  体积小、重量轻,是机电一体化特有的产品。

  从电气仪表角度出发,采用集控的接口,可灵活利用plc控制、现场总线控制系统(fcs)或集散系统(dcs)实现工艺参数的显示和控制。就本次改造规模、投资价格、工艺控制点而言,我们采用可编程控制器来实现电气指标显示和跳闸、报警。

  (2) plc选型

  plc选型主要是根据所需功能和容量进行选择,并考虑维护的方便性,备件的通用性,是否易于扩展,有无特殊功能要求等。通过比较,我们选用三菱微型可编程控制器的fxon系列。fxon系列是将众多功能凝聚在超小型机壳内的微型可编程控制器。

  与f1/f2系列相比,fxon系列安装面积只有f1/f2系列的41%,体积只有37%,并在控制器内备有模拟电位器与run/stop开关等方便功能。通过扩展单元、扩展模块与基本的连接,可自由地选择使用输入输出点数。fxon系列继承了原有系列的固定搭配和灵活性。

  (3) plc控制系统的设计

  根据工艺提出的条件及控制要求,具体设计思路如下:螺杆冰机有1台循环油泵,运行时,油压的高低通过副线阀来调节。2台稀油泵,油压正常时,1台运行,1台备用并可自动切换。油压低时,2台稀油泵同时启动;当油压差超低时,延时6s跳车。另外,排气温度高,油温度高,北轴承温度高,南轴承温度高,排气压力高,油精滤器压差高,都将引起跳车。但在稀油站油压低,油气压差低,直流电源失压,循环油泵过载,1#、2#稀油泵过载时不跳车,而只发报警信号。要实现上述功能,中间继电器需要数十只,而且接线非常复杂,检修极其困难,可靠性差,而采用plc后接线相当简单,而且可靠性大大提高。其梯形图如图2所示。

4 结束语

  采用螺杆冰机取代活塞式冰机可节省冷冻机润滑油11.5吨/年。台。用小型plc工控机取代传统的固定程序式继电器-接触器硬接线控制方式,不仅简化了电控、仪控环节,减少了控制设备数量,而且可以随时变更、修改程序,修正参数以适应工艺要求。

作者:admin 来源:未知 发布于2019-06-23 14:10
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