空气压缩机仪表报警定值与核电厂实际应用

林霞

（上海英格索兰压缩机有限公司，上海200051）

空气压缩机仪表报警定值与核电厂实际应用

林霞

（上海英格索兰压缩机有限公司，上海200051）

空气压缩机的设计已经从简单的电机带动主机的回转设备，转变为集控制、电气、气路、油路、冷却于一身的机组设备，通常都是箱式整体空气压缩机组，隔音罩壳外部带有可操作的面板。机组内包括空气压缩机的驱动系统、气路系统、油路系统、气量调节系统和电气控制系统。在与工程公司、设计院交换技术资料的阶段，对空压机内部的各子系统流程图和各仪表探测点报警定值都十分关注，做好报警手册及定值手册，对现场监控设备运行状态，对上游DCS参数设置，模拟工况报警点试验都至关重要。

空压机；仪表定值；核电应用

本文以核电厂项目最常用的无油螺杆式空气压缩机为例，分析其仪表报警定值的应用。

1 操作界面上的定值设置

在空压机操作面板上，可以对如下参数设置，范围是设置点可以调节的最小值和最大值，以单位步长递增调节：

表1 控制面板上的定值预设置

*主/备机选项允许用户选择一台空压机作为”主”空压机，而其他所有空压机都作为”辅助”空压机(模拟次序控制器模式).辅助空压机的联机和脱机压力为主空压机的联机和起跳压力设置点减去辅助空压机偏置设置点。

**仅星形三角接法.不适用于全压启动器的自动启动。

表1中仪表定值的设定是根据核电厂的现场需求及空压机内部要求来设定的，定值设置如下：现场有6台无油机，根据常规岛机组的使用情况，设定1台主机和其余5台备机的轮换工作时间为168小时；根据空压机额定压力10barg，设定起跳压力和回跳压力；冷凝水排放的间隔时间和排放时间与现场环境有关，潮湿或海洋性气候环境下，排放间隔时间会较小，排放时间根据现场排污管道的配置设定；启动计时器是以星三角启动时间10S为设置依据的；自动重启时间的设定主要是保护电机，1小时内电机启停不超过6次；对于没有选配断电重启动功能的空压机，电力中断后无法自动重启。

2 气路和油路系统的报警定值

无油机与喷油机的主机有很大差异，对于一般动力的无油压缩机，由于压缩过程没有喷油冷却，所以必须采用两级压缩，即两个螺杆主机，否则压缩过程中的高温将使空压机无法运行，所以无油螺杆式压缩机的流程图会比喷油机的复杂一些。因此无油机内仪表数量和功能也会高于喷油机内的配置。

气路系统的仪表有：空滤器进气状态传感器；中间压力、第二级排气压力和机组排气压力传感器；第一级排气温度、第二级进气温度、第二级排气温度和机组排气温度传感器。温度传感器都为电阻式，另外还用两个机械温度开关，用于控制第一、第二级排气温度。以10bar排气压力的无油机为例，气路上的温度仪表报警定值包括如下见表2.

表2 气路上的温度报警定值

其中一级主机排气温度传感器设置在一级主机之后，中间冷却器前的消音器管路上；二级主机进气温度传感器设置在二级主机之前，一级汽水分离器筒体上，经过中间冷却器冷却后的压缩气体温度；二级主机排气温度传感器设置在二级主机之后，后冷却器前的消音器管路上；而机组排气温度传感器只显示最终压缩空气出口的温度，操作人员可以从控制器屏幕上读取此温度值，不参与报警。

气路上的压力仪表报警定值包括如下见表3.

表3 气路上的压力报警定值

其中空气进气真空度包括机组停机时的初始状态和运行中的加载或卸载状态监控，但空气进气过滤器达到压差定值后，会显示报警以提醒更换或清洗空气过滤器，否则将造成空压机气量的减少与功耗的增加。二级进气压力和二级排气压力，除了本传感器在控制器内设定的定值之外，控制器内部逻辑还同时计算第二级压力比值，如果二级排气压力除以二级进气压力的比值大于5并持续2S，也会显示报警并报故障停机。

油路系统上的仪表有：油过滤器进气压力传感器，油过滤器出口压力和轴承油压传感器（都位于油过滤器壳体上），以及轴承油温传感器（位于油分配管端部）。油路上的温度仪表报警定值包括如下见表4.

表4 油路上的温度报警定值

油路上的压力仪表报警定值包括如下见表5.

表5 油路上的压力报警定值

油压过低故障报警的时候，需要检查油泵，或考虑更换油过滤器。

3 与其他厂家定值设置比较

对于不同厂家的无油螺杆式空气压缩机，其流程系统也是大同小异，以核电厂常用的另一个压缩机厂家J为例，如下图1是厂家J无油空气压缩机流程示意图。

图1 其他厂家水冷无油空气压缩机流程示意图

由于不同厂家在气路和油路上设置仪表的位置并不相同，因此在报警定值设置上也略有差异，从某核电现场得到的反馈，将厂家K和厂家J无油机仪表报警定值的参数对比如下表6.

表6 两个厂家无油机报警定值参数表（风冷机型）

从对比定值看，第二级转子出口和入口温度高报警差异较大，应该是两个厂家传感器设置点不同：第二级转子进口温度，厂家K仪表监测点在中间冷却器后，厂家J的仪表监测点在中间冷却器前；同样第二级转子出口温度也是反过来布置的，厂家K监测点在后冷却器之前，厂家J监测点在后冷却器之后。

对比油压过低的报警定值，虽然两个厂家均选择齿轮泵作为油泵，但油路系统设置略有不同。厂家K的润滑油经过油过滤器后，进入到总的油分配管，分配到各个润滑点，如齿轮箱、一级与二级螺杆主机的轴承、齿轮等，以及第二级主机的机壳冷却和控制系统的用油，所以进入润滑油的工作油压要保持在2.8～3.5barg；厂家J的油路设置是，油通过油泵从齿轮箱的油箱循环流至油冷却器，然后油流经压缩机机头的冷却夹套，油从该处通过油过滤器流向轴承和同步齿轮，油压的最小设置值是1.0barg，最大设置值是1.9barg。油路启动时的原理就好像一个是向油箱注油，一个是从油箱抽油，并且因为油压的不同，两个厂家油压过低的报警定值不一样。

空气过滤器压差定值，厂家K分别考虑了初始静态和加卸载动态下的滤芯阻值，厂家J只设置了一个定值。

4 其他定值的设置

空气压缩机定值设置，除了控制器面板初始定值和传感器定值设定之外，空压机驱动系统、气量调节系统和电气控制系统也有报警定值，如起动机故障停机报警，主电机过载，风扇电机过载，远程停机故障，远程启动故障，电机绝缘绕组，空载运行相电流等定值，需要操作人员参照现场电机铭牌及相关电气部件的设定要求来设置定值。

空压机后处理设备也有定值的设置要求，如干燥器露点传感器定值，用于监控压缩空气的露点品质，再如干燥器上的切换阀压力开关、过滤器滤芯更换压差定值等。

5 结束语

空气压缩机机组及系统的报警定值，在与工程公司、设计院技术资料交换时，是电气仪控专业单独的接口内容，属于重要的技术文件信息，上游DSC参数设置、现场操作人员编制调试大纲、确定现场试验的定值，都将依据此定值手册和报警手册，再结合报警逻辑图，以更好的配合现场操作人员的启动检查和报警试验，使空气压缩机机组状态处于数据监控，维持系统正常运行。

Air Compressor Instrument Alarm Value Analysis With the Practice of the Nuclear Power Plant Application

LIN Xia
（Shanghai Ingersoll Rand Compressor Co.，Ltd.，Shanghai 200051，China）

Air compressor is an electric motor driven，completed with all necessary components，such as air end，controller，electric system，air pipe，coolant pipe and cooler etc.It is a totally self-contained air compressor package.When delivery the technical document or exchange engineering parameter with EPCs or design institutes，they are all pay attention to subsystem P&ID drawing of air compressor，as well as warning or alarm set points.So well preparing these alarm manual and set point manual，will do help DCS read status of equipment，or help operator set main system engineering data，or simulate the operation condition to complete alarm point examination.

air compressor；alarm set points

TP277

：A

：1672-545X（2017）01-0250-03

2016-10-03

林霞（1978-），女，工学硕士，工程师，从事核电项目第一接口工作。