1  引言
    NG/25/20/0型汽輪機是山東海化集團純堿廠壓縮車間的重要設備，其主要作用是拖動壓縮機運轉把窯氣、爐氣等二氧化碳氣體壓縮到所需壓力送入碳化塔內進行化學反應。CO₂的壓力、濃度、氣量等都會直接影響純堿的產量和質量。改造前，汽輪機采用SRIV型機械液壓手動調速器，其機械故障頻繁，很容易造成汽輪機轉速波動。因此，經該廠和杭州汽輪機廠的技術交流與合作，采用美國WOODWARD公司研制的505調速器，并接入DCS系統實現了轉速遙控、自動調速、緊急停車、連鎖保護等功能。
2  505調速器的控制原理及方框圖
    505調速器是美國WOODWARD公司專門為控制汽輪機研制的，以微處理器為基礎的數字式轉速調節器。可根據每臺汽輪機的特性，參數以及應用場合，在505面板上直接對其進行組態。505調速器的控制原理是：505接受兩個轉速探頭的轉速信號，與內部轉速設定值進行比較，經PID運算模塊的作用后輸出4～20mA的電流信號。該信號經電液轉換器轉換成二次油壓信號，二次油壓通過油動機、錯油門調節汽輪機汽閥的開度，控制進汽量，使汽輪機轉速穩定在設定值。其控制原理如圖1所示。

圖1   505控制原理圖
（注：1.虛線內由DCS設計完成;2.點劃線內包含的是505內部控制邏輯）

3  505調速器與DCS系統的聯機控制
    根據壓縮機連鎖保護的成功經驗，結合505調速器控制要求根據壓縮機連鎖保護的成功經驗，結合505調速器控制要求和該廠DeltaV DCS系統的特點制定控制方案，實現跳閘轉速現場顯示、遠傳至DCS顯示、505中控報警顯示、外部（ETS）報警顯示、DCS遠程控制轉速設定值、緊急停車、連鎖保護等功能。聯機控制原理如圖2所示。

圖2  聯機控制原理圖

4  系統保護方案
4.1  允許啟動條件
    開車前必須建立起速關油壓力并大于0.4MPa，現場閥位行程開關處于開車狀態（ZST1斷開ZST2閉合），主控室允許啟動，電磁閥帶電具備開車條件。
4.2  停車條件
    該廠每臺壓縮機共掛接了10個聯鎖參數，包括4個陰推力瓦溫度、4個陽推力瓦溫度、1個冷油壓力和1個排氣。參與聯鎖的工藝參數超標將造成連鎖停車，505外部跳閘（ETS）停車，現場緊急停車，主控室操作緊急停車按鈕停車。
4.3  系統保護的設計

圖3  聯鎖保護系統原理圖

    根據改造前壓縮機聯鎖保護的設計，結合工藝提出的條件和505的控制要求，系統保護作如下設計：工藝參數聯鎖繼電器JK8與505停車繼電器JK9觸點串聯，兩個電磁閥并聯，實現DCS與505都能達到保護停車要求。考慮到系統運行時便于對在線儀表和505的維修，設計了K7、K8兩個聯鎖切除開關和軟件切除模塊等。
5  改造后的效果
    (1)  調速原理的改變，減少了汽輪機轉速波動，并減少了因轉速波動帶來的一系列不良影響。如因放大器的滑閥容易卡塞，很容易造成汽輪機轉速波動，對機組平穩運行造成很壞的影響，并破壞了軸瓦油膜形成，縮短軸瓦的使用周期，機組檢修頻繁。
    (2)  自動調速的應用，對降低消耗有很大好處。當生產波動時，505自動調速減少進汽量降低轉速，避免了采取打循環的方式減少氣量，中壓蒸汽、循環水、軟水消耗也隨之降低。
    (3)  現場、主控室都能方便快捷操作來應對突發事故和穩定平衡生產，起到了提高和穩定下段氣濃度的作用。
6  結語
    系統投入運行后，一年多來非常穩定，經過不斷的開發和完善，已成功的應用到該廠新線1~5#汽輪機、老線4#、7#、8#汽輪機，為該廠的穩產高產、降低消耗打下了基礎。