合成氨装置中的蒸汽系统控制方案优化(2)

6 ）为保护设备，避免发电机运行在工作死区，设置当发电机功率大于27000kW 时，此时不能开调节汽门；小于12000kW 时，不能关调节汽门。

4  具体实施步骤

4.1 蒸汽管网压力控制

如图（1）所示：

4.1.1  当高压管网压力正常或者手动切除此系统时，切换开关走S1端，实现由中压调节器单回路控制。

4.1.2  当高压管网超压时（9.6MPa），系统自动把高压调节器的SP值置为9.45MPa ，高选器把中压调节器和高压调节器的输出进行比较，谁的输出更高选择谁，同时切换开关走S2端。由于高压调节器的SP值固定，与超压状态下的PV差值较大，在没有操作人员参与的情况下，高压调节器的OP输出将大于中压调节器的输出，通过高选器后实现由高压调节器对压力调节阀进行控制；此时如果要手动对压力调节阀进行控制，则在中压调节器输入的OP值必须要大于高压调节器的输出，否则经过高选器筛选后将不起作用，防止了误操作。

4.1.3  当高压管网压力低于 9.55MPa 后，切换开关选择S1端，恢复到中压调节器控制。

4.1.4  无扰动切换［1］

压力正常时，高压调节器的OP值会一直跟踪中压调节器的OP值，当超压情况发生时可以实现无扰动切换；当从超压状态恢复到正常时，逻辑强制将压力调节阀当前的OP值传给中压调节器，实现无扰动切换。

4.2  汽轮发电机组控制

如图（2 ）所示

4.2.1  增加110kV 功率调节器，调节方式为正作用；输入信号通过两个功率变送器进行高选后送出，作为功率调节器的 PV值；当 110kV 总线上的输入功率低于4000kW 时，将切换到功率调节器进行PID 调节，此时关小汽轮机的调节汽门，减小发电量，确保不出现逆向电流。当110kV 总线上的输入功率高于4400kW（设置 10% 的死区）时，切换回压力调节器进行调节，此时使用高压蒸汽总管压力作为调节系统的PV值。

4.2.2  用联锁逻辑实现发电机保护

当发电机输出功率大于27000kW 时，此时把汽轮机主汽门的OP值存储在逻辑点中（NN5 ），同时把经过切换开关选择过的OP值和存储下来的OP值进行比较，较低的一路可以输出去控制主汽门，通过低选器，确保在这种情况发生的时候主汽门只能关不能开。当发电机输出功率小于 12000kW 时，此时把当前汽轮机主汽门的OP值存储在逻辑点中（NN6 ），同时把经过切换开关选择过的OP值和存储下来的OP值进行比较，较高的一路可以输出去控制主气门，通过高选器，确保在这种情况发生的时候调节汽门只能开不能关。

4.2.3  无扰动切换［1］

对于压力调节器，当从压力调节器切换到功率调节器时，调节器OP值互相跟踪，实现无扰动切换；当由功率调节器切换回压力调节器时，此时把当前主气门的OP值赋给压力调节器，实现无扰动；当低选器或高选器被选中时，逻辑都会把当前主气门的OP值赋给压力调节器和功率调节器，确保无扰动切换。

4.2.4  坏值保护

由于110kV 输入功率和发电机输出功率均来自功率变送器，其可靠程度未经过实践检验，所以如果两个功率信号中任一个出现坏值时，系统将自动切换回压力调节。

5  投用效果

经过近两年的运行，蒸汽管网已经日趋稳定；尤其是最近一年以来，中压管网的用户陆续投用，对整个系统的控制要求更加精确。经过这一系列的改造和在过程中的经验累积，目前，高压管网的压力基本稳定在9.5MPa 左右，中压管网的压力控制在4.3MPa左右，放空阀的开度控制在 5%以下，有效地减少了蒸汽的放空量，节约了成本，降低了噪音，为公司创造了一定的经济效益和巨大的社会效益。更为重要的是，作为工厂最重要和最核心的蒸汽管网的长周期稳定运行，为公司下一步长周期生产提供了强有力的保障。