[发明专利]一种压缩机安全轴系统装置及保护控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及硝酸自控技术领域，特别是涉及生产过程中“四合一机组轴系统”稳定长周期安全运行，对“转速、轴振动、轴承温度”监测进行优化设计，从而保护“四合一机组轴系统”的一种压缩机安全轴系统装置及保护控制方法。

背景技术

一、汽轮机、尾气透平机是做功机组，它们分别利用高温高压的蒸汽、尾气来膨胀做功；NOx机(氧化氮压缩机)、空气压缩机是耗功机组，它们是气体增压机组。

1.四合一机组是个能量转换的机组。汽轮机、尾气透平机都是气体膨胀做功机组；NOx机、空气压缩机都是气体增压机组。

2.空气压缩机的工作原理：大气或工艺气体首先进入进气室，然后又均匀进入环形收敛器，气体在收敛器得到适当加速，然后又均匀进入导流器，并以一定的速度和方向又进入第一动叶，由于转子高速旋转，叶片对气体做功。由动叶出来的高速气体(压强高)又进入静叶(导流器)，在导流器中高速的气流又进行着能量转换(动能为势能)，使气体压力又进一步提高，同时气体经导流器后又按照一定的方向和速度进入下一级进行压缩。自末级导流器出来的气体又进入出口导流器改变气流方向后进入扩压器均匀地减速，从而进一步提高气体压力，自扩压器出来的高压气体进入排气室生排入工艺管网系统。

3.NOx离心压缩机的工作原理：工艺气通过吸气室进入叶轮中，并随叶轮高速旋转，同时得到压强和速度都被提高的气体，进入扩压器中，将气体的动能进一步转变为势能即进一步提高气体的压力。较高压气体自扩压器出来后通过弯道和回流器进入下一级进行同上的压缩。最后高压气体自最后一级扩压器(或叶轮)出来进入蜗壳进一步扩压后排出机外进入工艺管网。

4.汽轮机(或者尾气透平机)的简单工作原理：由喷嘴(静叶片)流出的高速汽流流过动叶片时，其速度的大小和方向是一不的，这时汽流必然给动叶片一个反作用力，推动叶片运动，将一部份动能转换成叶轮旋转的机械功。

二、在硝酸自动化控制中，为确保“四合一机组轴系统”稳定长周期安全运行，必须对“转速、振动、温度”监测进行优化设计，从而保护“四合一机组轴系统”。以汽轮机为例介质为蒸汽，起动、停机过程中，汽缸和转子由于受热条件、材料、质量等因素的不同，使得他们的轴向热膨胀不相同，随着蒸汽参数的升高和流量的增加，汽缸内壁和转子外表层温度不断升高。由于汽缸外壁和转子中心部位的温升滞后于汽缸内壁和转子外表层的温度变化，因此，汽缸内壁和转子外层产生应力。而机组停机过程是汽缸、转子的冷却过程，随着蒸汽参数的下降和流量的减小，转子表面温度低于中心部位温度，汽缸内壁温度低于外壁温度，使汽缸内壁和转子外表层产生拉应力。这样，汽轮机由开机到停机便完成了一个交变热应力循环，也成为低周疲劳，低周疲劳要损耗汽轮机的寿命，使汽轮机老化，容易出事故，因此，机组运行时应经尽可能减少开、停次数，避免频繁改变负荷。为确保起动(或停机)过程顺利进行及机组安全，汽轮机按要求可配置下述监视仪表:监测转速，轴承温度，轴振动，轴位移，润滑油压，排汽，排气压力等仪表，(设定报警值、跳闸值)。

由于压缩机在使用中易发生“转速、振动、温度”异常的问题。因而压缩机轴系统控制方案的好坏直接影响控制系统的品质指标，本新型安全“轴系统”装置可以很好的保持压缩机的稳定性及安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以很好的保持压缩机的稳定性及安全的压缩机安全轴系统装置及保护控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种压缩机安全轴系统装置，它包括四合一机组、转轴组和检测探头，所述的四合一机组包括汽轮机、氧化氮压缩机、空气压缩机和尾气透平机，所述的转轴组包括第一转轴、第二转轴、第三转轴和第四转轴，第一转轴设置在汽轮机上，第二转轴设置在氧化氮压缩机上，第三转轴设置在空气压缩机上，第四转轴设置在尾气透平机上，第一转轴与第二转轴连接，第二转轴与第三转轴之间设置有齿轮箱，第三转轴与第四转轴连接；

所述的检测探头包括转速探头、振动探头、温度探头、汽轮机键相探头和空气压缩机键相探头；所述的转速探头、振动探头、温度探头、汽轮机键相探头和空气压缩机键相探头均与控制单元连接实现机组跳车，从而保护“四合一机组”，跳车装置与控制单元连接；

所述的转速探头包括汽轮机转速探头和尾气透平机转速探头；