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摘要：简介浙石化一期四套3000/40000Nm3/h O2/N2空分西门子汽轮机高压蒸汽中抽的控制方案、连锁保护、非正常工况保护及复位。关键词：大型汽轮机；高压蒸汽；连锁保护；复位
引言
焦磷酸盐浙江石油化工有限公司（浙石化）空分装置是浙石化4000万吨/年炼油项目一期2000万吨/年工程配套项目，生产装置规模为4×83000/40000Nm3/h O2/N2(同时生产1500Nm3/h液氮、1000 Nm3/h液氧)空分装置。装置是浙石化4000万吨/年炼油项目一期工程配套公用工程设施，主要为煤焦制氢装置提供正常生产所需的高压氧气，为乙二醇装置提供正常生产所需的中压氧气，为整个化工装置和炼油装置提供正常生产所需的高压氮气、中压氮气和低压氮气；装置同时设置了液体后备储存、蒸发系统，可保证开、停车工况下，第一时间外供氧气和氮气产品。
空分装置采用德国西门子原装进口的一拖二压缩机组，即由汽轮机提供动力驱动空气压缩机
和空气增压机。透平汽轮机采用抽凝形式，型号为：SST-600，选用超高压蒸汽（11.5MPa(G)）作为透平汽轮机的动力源，从透平汽轮机高压缸中抽一股高压蒸汽（4.2MPa(G)）补入全厂高压蒸汽管网，用于调节高压蒸汽管网压力。 抽凝式汽轮机根据需要可以设计成一次调节抽汽式或二次调节抽汽式。一次调节抽汽式又称单抽汽式汽轮机，由高压部分和低压部分组成，相当于一台背压式汽轮机与一台凝汽式汽轮机的组合。超高压蒸汽进入高压部分作功，膨胀至一定压力后分为二股，一股抽出高压蒸汽进入高压蒸汽管网，一股进入低压部分继续膨胀作功，最后排入凝汽器。
抽汽压力设计值根据高压蒸汽管网需要确定，并由UCP进行控制，以维持抽汽压力稳定。单抽汽式汽轮机的功率为高、低压部分所生产功率之和，由进汽量和流经低压部分蒸汽量所决定。调节进汽量可以得到不同的功率。单抽汽式汽轮机在中抽高压蒸汽量为零时，相当于一台凝汽式汽轮机；若将进入高压缸的蒸汽全部抽出供给高压蒸汽管网，则相当于一台背压式汽轮机。但实际运行中，为了冷却低压缸，带走由于摩擦损失所产生的热量，必须有一定量的蒸汽流过低压部分进入凝汽器，所需最小流量约为低压缸设计流量的10%。
如果抽气管道中的蒸汽压力过高，将可能导致蒸汽涡轮机设备抽气管道爆裂或泄漏，故在
汽轮机和中抽阀之间用 100% 安全阀为抽气高压蒸汽管道提供防超压保护，从而保证管道、设备、人员安全。
汽轮机中抽控制程序由西门子成套的UCP（西门子S7 400型PLC，冗余配置，包含触摸屏式工业电脑）实现，汽轮机中抽所有控制、保连锁保护等逻辑在UCP组态，CCS系统通过硬线通讯至UCP进行中抽调节操作。在CCS系统中通过调节高调阀、低调阀来控制中抽压力和流量。中抽投用后与汽轮机调速程序、高压缸排气配合调节汽轮机转速、高压缸排气温度、高压缸进出口压差、中抽压力。
汽轮机中抽包括手动、自动两种运行模式。中抽启动初期，操作员通过手动模式调节抽气压力和流量。当压力和流量达到正常设计值，且工况稳定，可将中抽投入自动运行模式。
手动模式情况下，根据高压蒸汽管网压力需求，设定好高调阀、低调阀开度，中抽将稳定的抽取固定流量、压力的高压蒸汽。手动模式下，若高压蒸汽管网压力低于正常管网压力或终端用户高压蒸汽用量较大，汽轮机中抽将持续抽取高压蒸汽，可能会导致中抽流量超过设计值（160t/h）或高压缸进出口压差PDI58超过报警值从而导致中抽退出，甚至超过跳车联锁值导致压缩机组跳车。
自动模式下，根据高压蒸汽管网压力需求，通过设定中抽压力，高调阀、低调阀自动调节开度，操作员可在DCS系统中实时监测中抽流量。自动模式下，若高压蒸汽管网压力低于设定压力，UCP将自动通过调整高调阀、低调阀开度来满足中抽压力设定值。若中抽高压蒸汽流量超过设计值，可能会导致汽轮机高压缸进出口压差PDI58超过报警值从而导致中抽退出。
汽轮机中抽程序是一个复杂且完善的程序，在投入运行时、投入运行后要关注整体工况，包括汽轮机工况、高压蒸汽管网压力、超高压蒸汽流量、压缩机负荷、中抽高压蒸汽压力和流量等多参数。投用汽轮机中抽时要精心操作，防止影响高压蒸汽管网或机组跳车。
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当汽轮机达到正常工作转速后，汽轮机中抽止回阀PV1电磁阀带电（电磁阀颜由红变为绿），表示助力中抽止回阀打开，此时可投入汽轮机中抽。投中抽时需缓慢关闭低压缸低调阀SV3、过载阀SV4，并逐步建立压差（PT61\2\3与PT52之间的压差），当此压差大于50Kpa时，汽轮机中抽控制中的“允许自动”出现并呈绿，此时中抽程序可投入自动状态。投用中抽后可设定中抽压力值，汽轮机中抽压力可调范围满足高压蒸汽管网压力，超出此范围可能会造成汽轮机机械损坏。
当中抽程序投入自动状态后，低调阀SV3、过载阀SV4根据设定压力自动调节开度，此时中抽止回阀保持全开状态。高压蒸汽抽气过程中，若高压蒸汽管网压力较高，可能会导致汽轮机高压缸排气压力与中抽压力之间的压差小于50Kpa，此时中抽退出自动状态并弹窗提醒操作人员及时干预调整。
投用汽轮机中抽时，需将“汽轮机中抽保护投用”投入，投入后“汽轮机中抽”左侧变为绿，此时中抽保护程序激活。汽轮机中抽保护包含以下四点：高压缸排气温度TI64/5/6（HH：430℃三取二），高压缸压差PDI58（H），中抽压力PT52（LL：3.7Mpa），中抽压力PT52变送器故障。当触发其中任何一条时，启动中抽保护：低压缸低调阀SV13、过载阀SV14打开至97.4%，中抽止回阀电磁阀失电（电磁阀颜变为红）。
汽轮机中抽投用后，汽轮机压差PDI58随着抽气量变大而逐步变大，此时需观察压差与报警值和跳车值的距离防止触发跳车。报警值H、跳车值HH为函数变量，为便于操作、提前预警，将此函数转化为两条保护线进行直观表达，如图中“汽轮机中抽压差保护曲线”所示：红线为跳车值线，绿线为报警值线。正常运行时，汽轮机压差需在绿线下方区域内，若超出运行范围至绿线与红线中间区域，将触发中抽保护程序，退出中抽。若超出红线，则会导致机组跳车。宠物香波
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