CO2仿真培訓(xùn)系統(tǒng)軟件說明書仿真培訓(xùn)系統(tǒng)軟件說明書北京東方仿真軟件技術(shù)2023110/23目 錄\l“_TOC_250017“第一章裝置概況 3\l“_TOC_250016“第一節(jié)單元簡介 3\l“_TOC_250015“離心式壓縮機工作原理 3\l“_TOC_250014“離心式壓縮機的喘振現(xiàn)象及防止措施 3\l“_TOC_250013“離心式壓縮機的臨界轉(zhuǎn)速 4\l“_TOC_250012“離心式壓縮機的構(gòu)造 4汽輪機的工作原理 5\l“_TOC_250011“其次節(jié)工藝流程簡述 5\l“_TOC_250010“CO2流程說明 5\l“_TOC_250009“蒸汽流程說明 6\l“_TOC_250008“第三節(jié)工藝仿真范圍 6\l“_TOC_250007“其次章主要設(shè)備列表 7\l“_TOC_250006“第三章正常操作工藝指標(biāo) 8\l“_TOC_250005“第四章工藝報警及聯(lián)鎖系統(tǒng) 9\l“_TOC_250004“工藝報警及聯(lián)鎖說明 9\l“_TOC_250003“工藝報警及聯(lián)鎖觸發(fā)值 10第五章工藝操作規(guī)程 11第一節(jié)冷態(tài)開車 11\l“_TOC_250002“其次節(jié)正常停車 15\l“_TOC_250001“第六章事故列表 16\l“_TOC_250000“第七章仿真DCS畫面 19第一節(jié)單元簡介CO2CO2驅(qū)動機、潤滑油系統(tǒng)、把握油系統(tǒng)和防喘振裝置組成。離心式壓縮機工作原理離心式壓縮機的工作原理和離心泵類似，氣體從中心流入葉輪，在高速轉(zhuǎn)動的葉把所得到的機械能轉(zhuǎn)通過葉輪傳遞給流過葉輪的氣體，即離心壓縮機通過葉輪對氣體作了功。氣體一方面受到旋轉(zhuǎn)離心力的作用增加了氣體本身的壓力，另一方面又得到了很大的動能。氣體離開葉輪后，這局部速度能在通過葉輪后的擴(kuò)壓器、回流彎道的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，進(jìn)一步使氣體的壓力提高。離心式壓縮機中，氣體經(jīng)過一個葉輪壓縮后壓力的上升是有限的。因此在要求升壓較高的狀況下，通常都有很多級葉輪一個接一個、連續(xù)地進(jìn)展壓縮，直到最末一級出口到達(dá)所要求的壓力為止。壓縮機的葉輪數(shù)越多，所產(chǎn)生的總壓頭也愈大。氣體經(jīng)過壓在外設(shè)冷卻器冷卻降溫，然后再導(dǎo)入下一級連續(xù)壓縮。這樣依冷卻次數(shù)的多少，將壓縮機分成幾段，一個段可以是一級或多級。離心式壓縮機的喘振現(xiàn)象及防止措施離心壓縮機的喘振是操作不當(dāng)，進(jìn)口氣體流量過小產(chǎn)生的一種不正常現(xiàn)象。當(dāng)進(jìn)口氣體流量不適當(dāng)?shù)販p小到確定值時，氣體進(jìn)入葉輪的流速過低，氣體不再沿葉輪番淌，在葉片反面形成很大的渦流區(qū)，甚至布滿整個葉道而把通道塞住，氣體只能在渦流區(qū)打轉(zhuǎn)而流不出來。這時系統(tǒng)中的氣體自壓縮機出口倒流進(jìn)入壓縮機，臨時彌補進(jìn)由于進(jìn)口氣體照舊缺乏，上述倒流現(xiàn)象重復(fù)消滅。這樣一種在出口處時而倒吸時而吐出的氣流，引起出口管道低頻、高振幅的氣流脈動，并快速涉及各級葉輪，于是整個壓縮機產(chǎn)生噪音和振動，這種現(xiàn)象稱為喘振。喘振對機器是很不利的，振動過分會產(chǎn)生局部過熱，時間過久甚至?xí)斐扇~輪裂開等嚴(yán)峻事故。當(dāng)喘振現(xiàn)象發(fā)生后，應(yīng)設(shè)法馬上增大進(jìn)口氣體流量。方法是利用防喘振裝置，將壓縮機出口的一部份氣體經(jīng)旁路閥回流到壓縮機的進(jìn)口，或翻開出口放空閥，降低出口壓力。離心式壓縮機的臨界轉(zhuǎn)速由于制造緣由，壓縮機轉(zhuǎn)子的重心和幾何中心往往是不重合的，因此在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生了周期性變化的離心力。這個力的大小與制造的精度有關(guān)，而其頻率就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。假設(shè)產(chǎn)生離心力的頻率與軸的固有頻率全都時，就會由于共振而產(chǎn)生猛烈振動，嚴(yán)峻時會使機器損壞。這個轉(zhuǎn)速就稱為軸的臨界轉(zhuǎn)速。臨界轉(zhuǎn)速不只是一個，因而分別稱為第一臨界轉(zhuǎn)速、其次臨界轉(zhuǎn)速等等。壓縮機的轉(zhuǎn)子不能在接近于各臨界轉(zhuǎn)速下工作。一般離心泵的正常轉(zhuǎn)速比第一臨界轉(zhuǎn)速低，這種軸叫做剛性軸。離心壓縮機的工作轉(zhuǎn)速往往高于第一臨界轉(zhuǎn)速而低于必需較快地越過臨界轉(zhuǎn)速。離心式壓縮機的構(gòu)造離心式壓縮機由轉(zhuǎn)子和定子兩大局部組成。轉(zhuǎn)子由主軸、葉輪、軸套和平衡盤等主軸安裝在徑向軸承上，以利于旋轉(zhuǎn)。葉輪是離心式壓縮機的主要部件，其上有假設(shè)干個葉片，用以壓縮氣體。氣體經(jīng)葉片壓縮后壓力上升，因而每個葉片兩側(cè)所受到氣體壓力不一樣，產(chǎn)生了方向指向低壓端的軸向推力，可使轉(zhuǎn)子向低壓端竄動，嚴(yán)峻時可使轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦和碰撞。為了消退軸向推力，在高壓端外側(cè)裝有平衡盤和止推軸承。平衡盤一邊與離心式壓縮機的定子由氣缸、擴(kuò)壓室、彎道、回流器、隔板、密封、軸承等部件組成。氣缸也稱機殼，分為水平剖分和垂直剖分兩種形式。水平剖分就是將機殼分成上下兩局部，上蓋可以翻開，這種構(gòu)造多用于低壓。垂直剖分就是筒型構(gòu)造，由圓筒形本體和端蓋組成，多用于高壓。氣缸內(nèi)有假設(shè)干隔板，將葉片隔開，并組成擴(kuò)壓器和彎道、回流器。為了防止級間竄氣或向外漏氣，都設(shè)有級間密封和軸密封。離心式壓縮機的關(guān)心設(shè)備有中間冷卻器、氣液分別器和油系統(tǒng)等。5.汽輪機的工作原理汽輪機又稱為蒸汽透平，是用蒸汽做功的旋轉(zhuǎn)式原動機。進(jìn)入汽輪的高壓、高溫蒸汽，由噴嘴噴出，經(jīng)膨脹降壓后，形成的高速氣流按確定方向沖動汽輪機轉(zhuǎn)子上的動葉片，帶動轉(zhuǎn)子按確定速度均勻地旋轉(zhuǎn)，從而將蒸汽的能量轉(zhuǎn)變成機械能。由于能量轉(zhuǎn)換方式不同，汽輪機分為沖動式和反動式兩種，在沖動式中，蒸汽只在噴嘴中膨脹，動葉片只受到高速氣流的沖動力。在反動式汽輪機中，蒸汽不僅在噴嘴中膨脹，而且還在葉片中膨脹，動葉片既受到高速氣流的沖動力，同時受到蒸汽在葉片中膨脹時產(chǎn)生的反作用力。依據(jù)汽輪機中葉輪級數(shù)不同，可分為單極或多極兩種。按熱力過程不同，汽輪機可分為背壓式、凝氣式和抽氣凝氣式。背壓式汽輪機的蒸汽經(jīng)膨脹做功后以確定的溫度和壓力排出汽輪機，可連續(xù)供工藝使用；凝氣式蒸汽輪機的進(jìn)氣在膨脹做功后，全部排入冷凝器分散為水；抽氣凝氣式汽輪機的進(jìn)氣在膨脹做功時，一局部蒸汽在中間抽出去作為其它用，其余局部連續(xù)在氣缸中做功，最終排入冷凝器冷凝。其次節(jié)工藝流程簡述CO2來自合成氨裝置的原料氣CO2壓力為150Kp〔A，溫度3℃，流量由FR8103CO2V-111CO2CO2CO2壓力上升為0.38Mpa(A)194℃，進(jìn)入一段冷卻器E-119用循環(huán)水冷卻到4CO2E-119FRC-8101CO2氧含量0.25-0.35%，在一段分別器V-119中分別掉液滴后進(jìn)入二段進(jìn)展壓縮，二段出CO21.866Mpa(A)227℃。然后進(jìn)入二段冷卻器E-12043℃，并經(jīng)二段分別器V-120在三段入口設(shè)計有段間放空閥。便于低壓缸CO2壓力把握和快速泄壓，CO2經(jīng)三8.046Mpa(A214E-121CO2過度冷卻而生成干冰，在三段冷卻器冷卻水回水管線上設(shè)計有溫度調(diào)整閥TV-8111，用此閥來把握四段入口CO250-55CO215.5Mpa(A)121CO2高壓缸超壓、喘振，在四段出口管線上設(shè)計有四回一閥HV-816〔即HIC816。蒸汽流程說明：5.882Mpa45082t/hr，進(jìn)入透平做功，其中一大局部在透平中部被抽出，抽汽壓力2.598Mpa，溫度350℃，流量54.4t/hr，送至框架，另一局部通過中壓調(diào)整閥進(jìn)入透平后汽缸連續(xù)做功第三節(jié)工藝仿真范圍工藝范圍二氧化碳壓縮、透平機、油系統(tǒng)2．邊界條件全部各公用工程局部：水、電、汽、風(fēng)等均處于正常平穩(wěn)狀況。3．現(xiàn)場操作現(xiàn)場手動操作的閥、機、泵等，依據(jù)開車、停車及事故設(shè)定的需要等進(jìn)展設(shè)計。調(diào)整閥的前后截止閥不進(jìn)展仿真。其次章主要設(shè)備列表1.CO2E-119、E-120、E-121、V-111、V-119、V-120、V-121、K-101。蒸氣透平及油系統(tǒng)：DSTK-101、油箱、油溫把握器、油泵、油冷器、油過濾器、盤車油泵、穩(wěn)壓器、速關(guān)閥、調(diào)速器、調(diào)壓器。設(shè)備說明(E:換熱器;V:分別器)流程圖位號流程圖位號主要設(shè)備U8001E-119〔CO2〕,E-120〔CO2〕,E-121〔CO2〕,V-111〔CO2〕,V-120〔CO2〕,V-121〔CO2〕DSTK-101〔CO2〕U8002DSTK-101油箱、油泵、油冷器、油過濾器、盤車油泵主要把握閥列表位號位號說明所在流程圖位號FRC8103配空氣流量把握U8001LIC8101V111U8001LIC8167V119U8001LIC8170V120U8001LIC8173V121U8001HIC8101段間放空閥U8001HIC8162四回一防喘振閥U8001PIC8241四段出口壓力把握U8001HS8001透平蒸汽速關(guān)閥U8002HIC8205調(diào)速閥U8002PIC8224抽出中壓蒸汽壓力把握U8002第三章正常操作工藝指標(biāo)表位號測量點位置常值單位備注TR8102CO240℃TI8103CO2190℃PR8108CO20.28MPa〔G〕TI8104CO243℃FRC8101二段空氣補加流量330Kg/hFR8103CO227000Nm3/hFR8102三段出口流量27330Nm3/hAR8101含氧量0.25~0.3%TE8105CO2225℃PR8110CO21.8Mpa〔G〕TI8106CO243℃TI8107CO2214℃PR8114CO28.02Mpa〔G〕TIC8111CO252℃TI8119CO2120℃PIC8241CO215.4Mpa〔G〕PIC8224出透平中壓蒸汽壓力2.5Mpa〔G〕Fr8201入透平蒸汽流量82T/hFR8210出透平中壓蒸汽流量54.4t/hTI8213出透平中壓蒸汽溫度350℃TI8338CO243℃PI8357CO20.25MPa〔G〕PI8361CO20.95MPa〔G〕SI8335SI8335壓縮機轉(zhuǎn)速6935rpmXI8001壓縮機振動0.022mmGI8001壓縮機軸位移0.24mm第四章工藝報警及聯(lián)鎖系統(tǒng)工藝報警及聯(lián)鎖說明：為了保證工藝、設(shè)備的正常運行，防止事故發(fā)生，在設(shè)備重點部位安裝檢測裝置并在關(guān)心把握盤上設(shè)有報警燈進(jìn)展提示，以提前進(jìn)展處理將事故消退。工藝聯(lián)鎖是設(shè)備處于不正常運行時的自保系統(tǒng)A：壓縮機振動超高聯(lián)鎖〔發(fā)生喘振：動作：20〔主要是為了便利培訓(xùn)人員處理〕自動進(jìn)展以下操作：關(guān)閉透平速關(guān)閥HS8001、調(diào)速閥HIC8205、中壓蒸汽調(diào)壓閥PIC8224；全開防喘振閥HIC8162、段間放空閥HIC8101處理：在關(guān)心把握盤上按RESET按鈕，按冷態(tài)開車中暖管暖機沖轉(zhuǎn)開頭重開車B：油壓低聯(lián)鎖：動作：自動進(jìn)展以下操作：關(guān)閉透平速關(guān)閥HS8001、調(diào)速閥HIC8205、中壓蒸汽調(diào)壓閥PIC8224；全開防喘振閥HIC8162、段間放空閥HIC8101處理：找到并處理造成油壓低的緣由后在關(guān)心把握盤上按RESET按鈕，按冷態(tài)開車中油系統(tǒng)開車起重開車工藝報警及聯(lián)鎖觸發(fā)值位號檢測點觸發(fā)值PSXL8101V111≤0.09MpaPSXH8223蒸汽透平背壓≥2.75MpaLSXH8165V119≥85%LSXH8168V120≥85%LSXH8171V121≥85%LAXH8102V111≥85%SSXH8335壓縮機轉(zhuǎn)速≥7200rpmPSXL8372把握油油壓≤0.85MpaPSXL8359潤滑油油壓≤0.2MpaPAXH8136CO2≥16.5MpaPAXL8134CO2≤14.5MpaSXH8001壓縮機軸位移≥0.3mmSXH8002壓縮機徑向振動≥0.03mm振動聯(lián)鎖XI8001≥0.05mmGI8001≥0.5mm〔20S后觸發(fā)〕油壓聯(lián)鎖PI8361≤0.6Mpa輔油泵自啟動聯(lián)鎖PI8361≤0.8Mpa第五章工藝操作規(guī)程第一節(jié)冷態(tài)開車預(yù)備工作：引循環(huán)水:壓縮機崗位E119開循環(huán)水閥OMP1001，引入循環(huán)水；壓縮機崗位E120開循環(huán)水閥OMP1002，引入循環(huán)水；壓縮機崗位E121開循環(huán)水閥TIC8111，引入循環(huán)水；CO2在關(guān)心把握盤上啟動油箱油溫把握器OMP104540度左右；翻開油泵的前切斷閥OMP1026；翻開油泵的后切斷閥OMP1048；從關(guān)心把握盤上開啟主油泵OILPUMP；調(diào)整油泵回路閥TMPV1860.9Mpa以上；盤車:開啟盤車泵的前切斷閥OMP1031；開啟盤車泵的后切斷閥OMP1032；從關(guān)心把握盤啟動盤車泵；在關(guān)心把握盤上按盤車按鈕盤車至轉(zhuǎn)速大于150rpm；檢查壓縮機有無特別響聲，檢查振動、軸位移等；停頓盤車:在關(guān)心把握盤上按盤車按鈕停盤車；從關(guān)心把握盤停盤車泵；關(guān)閉盤車泵的后切斷閥OMP1032；關(guān)閉盤車泵的前切斷閥OMP1031；聯(lián)鎖試驗:油泵自啟動試驗主油泵啟動且將油壓把握正常后，在關(guān)心把握盤上將關(guān)心油泵自動啟動按鈕按下，按一下RESET按鈕，翻開透平蒸汽速關(guān)閥hs8001，再在關(guān)心把握盤上按停主油泵，關(guān)心油泵應(yīng)當(dāng)自行啟動，聯(lián)鎖不應(yīng)動作。低油壓聯(lián)鎖試驗主油泵啟動且將油壓把握正常后，確認(rèn)在關(guān)心把握盤上沒有將關(guān)心油泵設(shè)置為自動啟動，按一下RESEThs8001，關(guān)閉四回一閥和段間放空閥，通過油泵回路閥緩慢降低油壓，當(dāng)油壓降低到確定值時，儀表盤PSXL8372應(yīng)當(dāng)報警，按確認(rèn)后連續(xù)開大閥降低油壓，檢查聯(lián)鎖是否動作，動作后透平蒸汽速關(guān)閥hs8001應(yīng)當(dāng)關(guān)閉，關(guān)閉四回一閥和段間放空閥應(yīng)當(dāng)全開。停車試驗主油泵啟動且將油壓把握正常后，按一下 RESET按鈕，翻開透平蒸汽速關(guān)閥hs8001，關(guān)閉四回一閥和段間放空閥，在關(guān)心把握盤上按一下STOP按鈕，透平蒸汽速關(guān)閥hs8001應(yīng)當(dāng)關(guān)閉，關(guān)閉四回一閥和段間放空閥應(yīng)當(dāng)全開。暖管暖機:在關(guān)心把握盤上點輔油泵自動啟動按鈕，將輔油泵設(shè)置為自啟動；翻開入界區(qū)蒸汽副線閥OMP1006，預(yù)備引蒸汽；翻開蒸汽透平主蒸汽管線上的切斷閥OMP1007，壓縮機暖管；CO2TMPV102；CO2放空調(diào)整閥PIC8241；5.0MPa后，開入界區(qū)蒸汽閥OMP1005；關(guān)副線閥OMP1006；CO2進(jìn)料總閥OMP1004；CO2進(jìn)口把握閥TMPV104；翻開透平抽出截止閥OMP1009；從關(guān)心把握盤上按一下RESET按鈕，預(yù)備沖轉(zhuǎn)壓縮機；翻開透平速關(guān)閥HS8001；漸漸翻開閥HIC8205，將轉(zhuǎn)速SI83351000rpm,進(jìn)展低速暖機；把握轉(zhuǎn)速100，暖機15分鐘〔模擬為1分鐘；翻開油冷器冷卻水閥TMPV181；暖機完畢，將機組轉(zhuǎn)速緩慢提到2023rpm，檢查機組運行狀況；檢查壓縮機有無特別響聲，檢查振動、軸位移等；把握轉(zhuǎn)速2023，停留15分鐘〔模擬為1分鐘過臨界轉(zhuǎn)速:連續(xù)開大hic8203000rp3000~350；連續(xù)開大hic8205，用20~304000rpm，通過臨界轉(zhuǎn)速；漸漸翻開PIC822450%；緩慢將段間放空閥HIC810172%；V111液位把握LIC810120%左右；V119液位把握LIC816720%左右；V120液位把握LIC817020%左右；V121液位把握LIC817320%左右；TIC811152升速升壓:連續(xù)開大hic8205，將機組轉(zhuǎn)速緩慢提到5500rpm；緩慢將段間放空閥HIC810150%；連續(xù)開大hic8205，將機組轉(zhuǎn)速緩慢提到6050rpm；緩慢將段間放空閥HIC810125%；緩慢將四回一閥HIC816275%；連續(xù)開大hic8205，將機組轉(zhuǎn)速緩慢提到6400rpm；緩慢將段間放空閥HIC8101緩慢將四回一閥HIC8162關(guān)閉；連續(xù)開大hic8205，將機組轉(zhuǎn)速緩慢提到6935rpm；HIC8205，將機組轉(zhuǎn)速SI83356935rmp；投料:漸漸關(guān)小PIC8241，緩慢將壓縮機四段出口壓力提升到14.4MPa,平衡合成系統(tǒng)壓力；CO2出口閥OMP1003；連續(xù)手動關(guān)小PIC8241，緩慢將壓縮機四段出口壓力提升到15.4MPa,將CO2引入合成系統(tǒng)；PIC824115.4MPa15.4其次節(jié)正常停車CO2HIC82056500rpm；HIC816221000Nm3/h；連續(xù)調(diào)整HIC8162，抽汽與注汽量，直至HIC8162全開；手動緩慢翻開PIC82414.5MPaCO2CO2OMP1003；連續(xù)開大PIC82418.0-10.0Mpa；HIC82056403rpm；連續(xù)調(diào)整HIC82056052rpm；HIC81014.0Mpa；連續(xù)調(diào)整HIC82053000rpm；連續(xù)調(diào)整HIC82052023rpm；在關(guān)心把握盤上按STOPCO2TMPV104；CO2入壓縮機總閥OMP1004；關(guān)閉蒸汽抽出至MS總閥OMP1009；關(guān)閉蒸汽至壓縮機工段總閥OMP1005；關(guān)閉壓縮機蒸汽入口閥OMP1007；油系統(tǒng)停車:從關(guān)心把握盤上取消輔油泵自啟動；從關(guān)心把握盤上停運主油泵；關(guān)閉油泵進(jìn)口閥OMP1048；關(guān)閉油泵出口閥OMP1026；關(guān)閉油冷器冷卻水閥TMPV181；從關(guān)心把握盤上停油溫把握；第六章事故列表一、壓縮機振動大：緣由：機械方面的緣由，如軸承磨損，平衡盤密封壞，找正不良，軸彎曲，連軸節(jié)松動等等設(shè)備本身的緣由；轉(zhuǎn)速把握方面的緣由，機組接近臨界轉(zhuǎn)速下運行產(chǎn)生共振；工藝把握方面的緣由，主要是操作不當(dāng)造成計算機喘振?！材M中只有20秒的處理時間，處理不準(zhǔn)時就會發(fā)生聯(lián)鎖停車機械方面故障需停車檢修；產(chǎn)生共振時，需轉(zhuǎn)變操作轉(zhuǎn)速，另外在開停車過程中過臨界轉(zhuǎn)速時應(yīng)盡快通過；當(dāng)壓縮機發(fā)生喘振時，找動身生喘振的緣由，并實行相應(yīng)的措施：Ⅰ.入口氣量過小：翻開防喘振閥HIC8162，開大入口把握閥開度；Ⅱ.出口壓力過高：翻開防喘振閥HIC8162，開大四段出口排放調(diào)整閥開度；Ⅲ.操作不當(dāng)，開關(guān)閥門動作過大：翻開防喘振閥HIC8162，消退喘振后再細(xì)心操作。預(yù)防措施：離心式壓縮機一般都設(shè)有振動檢測裝置，在生產(chǎn)過程中應(yīng)常常檢查，覺察軸振動或位移過大，應(yīng)分析緣由，準(zhǔn)時處理。喘振預(yù)防：應(yīng)常常留意壓縮機氣量的變化，嚴(yán)防入口氣量過小而引發(fā)喘振。在開車時應(yīng)遵循“升壓先升速”的原則，先將防喘振閥翻開，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到確定值后，再漸漸關(guān)小防喘振閥，將出口壓力升到確定值，然后再升速，使升速、升壓交替緩慢進(jìn)展，直到滿足工藝要求。停車時應(yīng)遵循“降壓先降速”的原則，先將防喘振閥翻開一些，將出口壓力降低到某一值，然后再降速，降速、降壓交替進(jìn)展，至到