制冷压缩机的PLC控制改造
日期：2006-4-25 0:01:39 来源：本文摘自《PLC&FA》
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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。
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:
图1 基本工艺流程框图
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。
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
l 可靠性高、抗干扰能力强;
l 控制程序可变，具有很好的柔性;
l 编程简单、使用方便;
l 功能完善;
l 扩充方便，组合灵活;
l 减少了控制系统设计及施工的工作量;
l 体积小、重量轻，是“机电一体化”特有的产品。
1 引言WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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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。
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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。
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2 工艺流程介绍
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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。
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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。
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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:
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图1 基本工艺流程框图
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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。
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3 PLC控制
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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。
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(1) 主要特点
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l 可靠性高、抗干扰能力强;
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l 功能完善;
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l 扩充方便，组合灵活;
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l 减少了控制系统设计及施工的工作量;
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l 体积小、重量轻，是“机电一体化”特有的产品。
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