空压机控制系统介绍.ppt

空压机控制系统介绍 榆社电厂2 300MW机组在发电过程中 主辅机设备需要大量的 连续供应的 质量标准的压缩空气 为此榆社电厂在一期和二期都安装了型号SA 185A WG的上海复盛牌空压机 上海复盛实业有限公司生产的SA 185A WG型螺杆压缩机是依靠啮合的螺旋型转子进行压缩的单级容积式回转机械 两转子都靠安装在压缩腔外的高额定负载转子轴承支撑 单一宽度的圆柱滚子轴承装在吸气端承受径向载荷 装在排气端的圆锥滚自轴承对转子进行轴向定位并承受所有轴向载荷和剩余的径向载荷 一 空压机系统介绍 组成 SA 250W 7 5空气压缩机为电驱动 喷油双螺杆式压缩机 主要由电动机 压缩机 空气滤清器 润滑油系统 分离系统 水冷式冷却系统 风冷式冷却系统 启动控制柜 安全保护装置 控制系统及仪表等组成 空压机组成 工作原理 压缩是通过主辅转子在一汽缸内同时啮合来完成的 主转子有四个互成90 分布的螺旋形凸齿 辅转子有五个互成60 分布的螺旋形凹槽与主转子凸齿啮合 空气入口位于压缩机汽缸顶部靠近驱动轴侧 排气口在汽缸底部相反的一侧 当转子在吸气口尚未啮合时 空气流入主转子凸齿和辅转子凹槽的空腔内 此时压缩循环开始 当转子与吸气口脱开时 空气被封闭在主辅转子构成的空腔内 并随啮合的转子轴向移动 当继续啮合 更多的主转子凸齿进入辅转子的凹槽 容积减少 压力升高 喷入汽缸的油用以带走压缩产生的热量和密封内部间隙 容积减少 压力升高一直持续到封闭在转子内腔中的油气混合物通过排气孔口排入油气筒内的时候 为了生成一个连续平稳无冲击的压缩空气流 转子上的每一容积都以极高的连续性循环同样的 吸气 压缩 排气 循环 空压机工作原理 1空气滤清器装于空压机入口 根据ES 控制器显示的维修警示讯息予以相应处理 2润滑油系统 1 润滑油系统由油气桶 油细分离器 油冷却器 油过滤器等组成 2 润滑油系统的作用 带走压缩过程产生的热量 密封转子间的间隙 润滑转子 轴承 齿轮 3 工作过程 油气桶内的空气压力驱使润滑油流过油细分离器 热控阀和油过滤器 当机组变热 油温 66 时 热控阀逐渐打开直至全部开启 润滑油通过油冷却器冷却 油温低于66 时热控阀关闭使油温升高 排入压缩机主油路 一部分油通过内部通道注入轴承 齿轮和轴封 其余的油直接喷入压缩腔 带走压缩热 密封内部间隙和润滑转子 经压缩后的油气混合物排入油气桶内 在那里大部分包含在气流中的油被分离出来并落入油气桶中 空气随后通过最后的油细分离器 在那里大部分剩余的油被分离掉 其中撞击在分离器芯内部的油在重力作用下流回油存贮器内 而分离器芯外收集到的油通过管道引回到压缩机机体内 二 主要系统 4 油气桶 润滑油的存贮与分离功能结合到一个容器中 较低的一半是油存贮器 为系统提供油的存贮容积 上面部分对油起到初分离作用 同时油气桶也为控制和仪表提供有限的空气存贮 5 油细分离器 最后除掉残留在气流中的油 当通过油细分离器的压差达到0 55Bar时 更换油细分离器 灯指示灯闪烁 此时必须更换油细分离器 如果忽视 当压差达到1Bar时机组停机 报警指示灯闪烁 6 油冷却器 是多通道式换热器 水走管程 油走壳程 油温则由热控阀控制 当油温升高使热控阀开启时 油冷却器开始工作 3分离系统 1 分离系统由油气桶 油细分离器 回油管 安全阀 压力维持阀 后冷却器 水分离器等组成 2 工作过程 油气混合物进入油气桶中 大多数带走的油通过速度变化和撞击从空气中分离出来并落入油气桶中 空气和残留的油进入油细分离器 残留的油被分离 空气流经压力维持阀 后冷却器 水分离器 然后进入压缩空气管线 3 压力维持阀 优先建立润滑油压 提供压缩机润滑系统所需压力 在停机或卸荷时起止回的作用 阻止空气管线内的气体倒流回压缩机内 而当空气流过此阀时 它也作为一个限流装置 维持油气桶内的压力 并保护油吸分离器 4 后冷却器 是多通道式换热器 水走管程 空气走壳程 降低排气温度 将空气中的水分冷凝 5 水分离器 将空气冷凝后的冷凝水分离并排出 1 控制系统由安全阀 泄放阀 压力维持阀 吸气阀 电磁阀IVC和IVO 压力调节器 系统压力传感器 油气桶压力传感器 空滤压差开关 油气桶温度传感器 旋转阀 电磁阀TVC和TVO 风扇启动器等组成 2 安全阀 防止机组超压 3 泄放阀 通常用于控制功能 且在停机后起到泄放油气桶中压力的作用 4 吸启阀 限制进气以控制排气量 关闭使空压机卸荷 5 电磁阀IVC和IVO 这些阀控制吸气阀活塞对来自 自动控制系统 的信号做出反应 两个电磁阀都断电时 通常IVC阀打开 允许控制压力作用于吸气活塞以关闭进气阀 如果只是IVC通电 吸气阀保持在它当前的位置 如果两个阀都通电 吸气阀活塞内的控制压力释放出来使吸气阀 4 控制系统及仪表 6 压力调节阀 用来提供一个持续的低控制压力以防止吸气阀砰地关上而引起的损坏 调节器应设定在1 7Bar 2Bar 7 系统压力传感器 连接在压力维持阀之后 将车间空气系统的压力转换成电信号供 自动监控 控制器用来调节和控制 8 旋转阀 当其旋转时 打开或关闭一系列通到压缩机机体的孔口 当这些孔口打开 把一部分本该被压缩的空气引回吸气口 减少了排气量和功率消耗 通过旋转阀和吸气阀的控制实现压缩机流量的控制 旋转阀将压缩机排气量控制在最大排气量的40 100 的范围内 而吸气阀则控制在其最大排气量的0到40 9 电磁阀TVC和TVO 这些阀控制旋转阀的位置对来自 自动监控 控制器的信号做出反应 两个阀都不通电时 同样的压力提供给旋转阀推进器的两侧使它保持在当前位置 如果只有TVC通电 旋转阀推进器的右侧向压缩机吸气腔排油 引起旋转阀朝满负荷位置移动 如果只有TVO通电 旋转阀推进器的左侧向压缩机吸气腔排油 引起旋转阀朝卸荷位置移动 10 风扇启动器 用于为风扇提供控制和超载保护 ES 控制器依下列所述装置所侦测到的故障而停机 一般性故障会先卸载后再停机 停机时会出现停机讯息 如故障原因持续存在 故障灯会持续亮着 或开始闪烁直至故障排除后 如欲继续运转 故障的原因必须被排除 并且按 复位 键将控制器复位 高压柜故障保护 冷却风机过电流 主电机无电流故障 排气温度过高前后轴承温度过高 排气压力过高 油细分离器入口压力低 传感器故障 三 安全保护装置 1 一般运转模式 这种运转模式适用于在突然出现大量压缩空气消耗或没有长期空车运转的工况 空压机控制系统会配合耗气量连续运转 控制器设置于容调模式下时 当消耗气量降到低于空压机排气量以下时 压力会升高 当压力升高到接近控制盘的设定压力时 ES 控制器会操作各电磁阀TVO 旋转阀打开 TVC 旋转阀关闭 IVO 吸气阀打开 IVC 进气阀关闭 来控制空压机的排气量与耗气量相匹配 当耗气量变化时 控制器会相应地调节空压机 使其以最佳状态运转 在一般及重负荷工况下 进气阀会保持全开状态 由旋转阀控制排气量 在轻负荷工况下 旋转阀全开 而由进气阀控制排气量 在极轻负荷工况下 空压机会空车 但油气桶内压缩空气不泄放 只要低于下限设定压力 空压机会再次加载 控制器会保持排气压力在设定压力范围内 如果控制器被设定为空 重车模式 控制器会提供全量输出 直到系统压力至设定压力 然后它会空车 停止输出压缩空气至系统 但油气桶内的空气不泄放 当系统压力降至下限设定压力时 空压机将重新全负荷加载 四 空压机运行方式 2 低用量运转模式 是空车运转时由降低油气桶内压力的方式来减少动力消耗 此模式适用于带有一适量的空气存储装置或运转时经常空车的工况 但必须避免马达较频繁的启动和停止 在较大负荷的工况下 此模式与上述的连续一般运转功能相同 在气量需求较少时 控制器会打开泄放阀 并且将进气阀全部关闭以降低马达负载 同时会启动计时器到计时 在此期间 控制压力源是来自系统压力 如因系统耗气量增加而导致气体压力降至下限设定压力时 泄放阀关闭且控制器动作以维持系统压力在设定压力值附近 在计时器到计时尚未完成前 不允许泄放 此过程是为了避免空压机在一般负载时可能产生的频繁泄放及再次充压所需的能量损耗 计时器的调节范围为5至20分钟 3 自动运转模式 此模式提供自动启动及计时停机 适合于长期空车运转状况 并配有足够的气体存储设备以满足少量空气气体消耗的工况 在中等消耗及大量消耗的工况下 此功能与低用量运转模式相同 自动运转模式的计时器调节范围是5至20分钟 在此期间若气量消耗甚少 空压机处于空车状态 马达会完全停止 以节约动力损耗 控制器会保持此状态直至压力降低为止 4 联控模式 此模式提供了空压机之间的通讯及控制 以达到所需的最经济运转方式 此功能最适用于有足够的储存容量及不同负载 空压机会依联控柜的远程操作命令运转 辅机会依其顺序依次自动运转 最多7台 1 启动当空压机开始启动时 只有电磁阀TVO和泄放电磁阀得电 随着两转子的转动 压缩室产生真空 进气阀立即打开 由于泄放电磁阀得电关闭电磁阀泄放管路 油气桶内马上建立起控制压力 控制气体通过电磁阀IVC 限流阀进入伺服气缸 进而关闭进气阀 控制气体同时打开气动泄放阀将油气桶内高压气体泄放到机体 空气在内部循环以保证机体不产生过度真空 电磁阀TVO得电打开 旋转阀推进器的左侧向压缩室吸气腔泄油 旋转阀全部打开 空压机在完全卸载的状况下启动 2 正常运转当空压机启动后 电磁阀IVC得电切断油气桶到进气阀的控制气体管路 而电磁阀IVO得电释放已经进入到了进气阀控制气体 进气阀打开 气动泄放阀关闭 电磁阀TVO失电关闭 电磁阀TVC得电打开 旋转阀推进器的右侧向压缩室吸气腔泄油 旋转阀全部关闭 空压机满负荷运转 五 空压机控制原理 3 容调当系统用气量减少时 空压机排气压力升高 控制器发出信号 电磁阀TVO瞬时得电 旋转阀朝部分负荷移动直至空压机排气量和系统用气量平衡 反之 当系统用气量增加时 空压机排气压力降低 控制器发出信号 电磁阀TVC瞬时得电 旋转阀朝满负荷移动直至空压机排气量和系统用气量平衡 空压机容调范围为额定排气量的40 100 4 空车当系统用气量降到空压机排气量的40 或以下时 空压机将自动转入空车运转 空车运转时 电磁阀TVC失电 电磁阀TVO得电打开 旋转阀推进器的左侧向压缩室吸气腔泄油 旋转阀全部打开 空车运转时 进气阀将全部或部分关闭 其排气量为满负荷运转时的0 40 空车运转有一般运行空车和低需求运行空车两种运行模式 4 1一般运行空车在此种运行模式下 泄放电磁阀维持得电关闭 电磁阀IVO失电停止释放控制气体 而电磁阀IVC失电接通油气桶到进气阀的控制气体管路 控制气体通过电磁阀IVC 限流阀进入伺服气缸 全部或部分关闭进气阀 同时打开气动泄放阀放气 空压机进入一般运行空车运转状态 4 2低需求运行空车此种运行模式与一般运行空车模式比 只是泄放电磁阀不维持得电而是失电接通电磁阀泄放管路向机体外泄放油气桶内气体 由于泄放电磁阀向机体外泄放气体 所以油气桶内压力较低 空压机消耗的功率比一般运行空车模式要少 不管是哪种空车运行模式 只要系统用气量增加 系统压力降到设定恢复压力以下时 空压机将自动恢复到容调运转状态或满负荷运转状态 5 停车当按下停车按钮后 电磁阀TVO得电打开 旋转阀推进器的左侧向压缩室吸气腔泄油 旋转阀全部打开 电磁阀IVO和电磁阀IVC失电 控制气体关闭进气阀 泄放电磁阀失电接通电磁阀泄放管路 向机体外泄放油气桶内气体 控制原理如下图 主要零部件及控制元件结构性能特征泄放阀 常开 接通或关闭电磁阀泄放管路 向机体外泄放油气桶内气体 泄放阀是一个通过管路连接到压力维持阀之前 油细分离器之后的两通电磁阀 电磁阀断电时 阀打开 油气桶内压力泄放 电磁阀通电时 阀关闭 油气桶内压力上升 一气控止回阀保证泄放期间吸气阀是关闭的 电磁阀IVC和IVO 电磁阀IVC常开 用于接通进气阀控制气源 关闭进气阀 打开气动泄放阀 电磁阀IVO常闭 用于释放进气阀控制气源 打开进气阀 这些阀控制吸气阀活塞对来自 自动控制系统 的信号做出反应 两个电磁阀都断电时 通常IVC阀打开 允许控制压力作用于吸气活塞以关闭进气阀 如果只是IVC通电 吸气阀保持在它当前的位置 如果两个阀都通电 吸气阀活塞内的控制压力释放出来使吸气阀打开 压力调节器 梭动阀 IVO IVC BDV 气动泄放阀 该阀是一常闭两通气控阀 它排放从最后排气管到压缩机的空气 以阻碍当油气桶内的压力完全泄放时 喷油回转式螺杆压缩机中产生的油的冲击 此阀由与控制吸气阀同样的控制压力控制 系统压力传感器 此传感器连接在压力维持阀之后 它把车间空气系统的压力转换成电信号供 自动监控 控制器用来调节和控制 油气桶压力传感器 此传感器连接到冷却液系统 它的信号用于防止重载启动 监测油压和油细分离器的状况 系统压力传感器 油气桶压力传感器 空滤压差开关 此开关用于监测空气滤清器的使用情况 当空气滤清器需要维护或更换时发出警告 排气温度传感器 此传感器直接装在压缩机的排气口处 它的信号用于监测压缩机的温度 当发现冷却系统出现问题时 压缩机停机 油气桶温度传感器 此传感器装在油气桶 分离器腔内用来监测温度 如果分离器出现温度问题 压缩机停机 排气温度传感器 油气桶温度传感器 电磁阀TVC和TVO 这些阀控制旋转阀的位置对来自 自动监控 控制器的信号做出反应 两个阀都不通电时 同样的压力提供给推进器的两侧使它保持在当前的位置 如果只有TVC通电 旋转阀推进器的右侧向压缩机吸气腔排油 引起旋转阀朝满负荷位置移动 如果只有TVO通电 旋转阀推进器的左侧向压缩机吸气腔排油 引起旋转阀朝卸荷位置移动 空压机使用过程中控制回路经常会遇到如下故障 1 泄放阀故障 2 旋转阀故障 3 压力调节阀故障 4 压差开关故障 5 压力传感器故障 6 管路漏气 漏油等 这些故障的出现 直接导致空压机不能正常稳定的运行 严重时引起停机 中断供气 损坏机器组件 六 空压机系统常见故障 空气过滤器滤网脏是经常出现的问题 由于空压机连续运行几天就可能积满灰尘 必须及时监测灰尘情况 安装在空气滤清器后面差压开关就可以监测滤网情况 一旦滤网灰尘多 差压开关将动作 所以应及时清理连接差压开关的管路 并定期校验差压开关 七 空压机系统的维护和故障处理方法及措施 电磁阀IVC和IVO控制吸气阀活塞对来自 自动控制系统的信号做出反应 两个电磁阀都断电时 通常IVC打开 允许控制压力作用于吸气活塞已关闭进气阀 如果只是IVC通电 吸气阀保持在它当前的位置 如果两个都通电 吸气阀活塞内的控制压力释放出来使吸气阀打开 因此在启动空压机时不加载 应检查电磁阀IVC和IVO 拆开电磁阀检查阀芯 如果阀芯有卡涩现象 应清理或更换 电磁阀TVC和TVO控制旋转阀推力器向左或向右移动 当电磁阀TVC带电通往旋转阀推力器左侧的油路打开使旋转阀推力器向右移动 这时进气量增大 空压机负荷增加 电流也相应增大 当电磁阀TVO带电通往旋转阀推力器右侧的油路打开使旋转阀推力器向左移动 这时进气量减小 空压机负荷减小 电流也相应减小 所以电磁阀TVC和TVO故障就会出现不能加载 电流过低 出口压力低的情况 及时清理电磁阀 保持电磁阀的清洁是很重要的 另外电磁阀阀芯也会随着使用年限和次数的增加密封圈会损毁 所以也应做好备件 压力调节阀是调节控制压力用的 控制压力来自两路气源 当空压机停止时使用的控制气源是来自系统的压力 另一路气源是当空压机启动时来自压力维持阀前的起源 两路控制气源的切换通过梭动阀来实现 所以压力调节阀和梭动阀也需要及时维护并做好备件