大型压缩机是提高石油化工工艺介质压力的主要大型设备之一，如何控制和保护压缩机是过程控制的重要内容之一。根据国家统计局公布的数据显示，2013年我国压缩机年产量为24585.98万台，2018年我国压缩机年产量为25536.12万台，2020年我国压缩机年产量达到40526.45万台，并且我国压缩机年产量呈现逐年增长的趋势，我国已成为全球主要的压缩机生产基地，在石油化工、医药、冶炼等重大制造行业得到广泛的应用，如何保证压缩机的安全可靠的运行已成为安全管理的重要内容，大型压缩机的自控控制系统在保证压缩机的安全运行起到重要的作用。
1 石油化工企业大型压缩机的分类
1.1 压缩机的简介
大型压缩机是一种压缩气体从来用于提高气体压力或输送气体的机器，按能量转换形式不同可分为容积型和动态型。在使用大型压缩机时最重要的就是要控制好压缩机的输送气体的压力大小，在压缩机输送压力的过程中如果没有控制好输送压力的大小就容易损坏化工设备。因此，压缩机控制系统的目的可以分为以下两个，一是通过改变压缩机输送气体的性能，使其适应化工官网的特点；二是防止发生因压缩机输送气体压力过大的情况下机械设备。
1.2 压缩机的分类
在石油化工企业中大型压缩机一般可分为离心式压缩机和螺杆式压缩机。其中离心式压缩机具有供气气流均匀、运转平稳、调节方便、机械效率高、易维修、投资少和可调节压力范围小的优点，但是也存在运行造成噪声大、结构复杂的缺点；螺杆式压缩机存在可靠性大、构造简单、构件少、寿命长、设备体积小占地小、质量轻和适应强的优点，但是也存在排气压力不能超过3Mpa、不能在高压场所使用和成本高的缺点。
2 大型压缩机的控制系统
石油化工企业大型离心式压缩机通常采用汽轮机进行驱动，其自动控制系统较为复杂，一般需要使用单独的压缩机组控制系统来重点控制汽轮机的转速、升降、防振和联锁跳车等重点环节。而大型螺杆式压缩机通常利用电力来驱动，其控制系统相对于离心式压塑机比较简单，其控制系统也多集成在主装置的ＤＣＳ系统中，不单独对其进行设置控制系统单元。本文以大型离心式压缩机为研究对象，在合成氨装置中压缩工段的工艺流程如下图所示。
图1 压缩工段工艺流程图
2.1 压缩机转速控制系统
本文以石油化工企业大型离心式压缩机为研究对象，大型离心式压缩机一般利用汽轮机进行驱动，通过控制调节汽轮机的转速来实现控制离心式压缩机转速的目的。而汽轮机的转速通过控制主汽门阀的开度大小实现，控制驱动汽轮机的蒸汽流量来实现对控制汽轮机的转速。
离心式压缩机汽轮机速度控制可以分为变速和定速两种控制方案，一般情况下，压缩机采用汽轮机进行驱动时对其的控制方案多为变速控制方案，以压塑机入口工艺的输出压力调节信号作为压缩机CCS控制系统的控速值，汽轮机执行单元接收到来自压缩机CCS控制系统的控速值信号，对压缩机的油路进行调节控制，来改变汽轮机主汽门阀开度的大小，实现对蒸汽进出量的控制，即蒸汽量增大时，汽轮机的转速随着增大；反之，汽轮机的转速减小。
2.2 压缩机盘车控制系统
石油化工企业的大型压缩机转动装置是使压缩机的驱动部件缓慢移动的机构。 翻车的目的是在压缩机运行前对初装质量进行最终检查，以确保压缩机能够正常、平稳地运行；在组装和维护过程中，将活动部件板移动到便于拆卸和组装的位置；在不进行任何操作或维护时，它是静止的，以防止压缩机轴由于重力而变形，从而影响压缩机的性能。
对于小型和微型压缩机而言，通常情况下不专门设置盘车装置，而大中型压缩机需设置专门的盘车装置。在日常生产中，常见的大型压缩机现场设置有1个带有盘车按钮的操作柱，通过对操作柱上按钮的操作实现对盘车的动作。当盘车时，通过对电磁阀通断的控制驱动。为了更安全、准确地对盘车进行控制转，队盘车联锁控制系统进行了优化如图2所示。
图2 压缩机停车联锁控制系统图
其中压缩机的盘车时间为15s，汽轮机的润滑油压力、静止状态和速闭阀的关闭作为压缩机盘车开始的允许条件，压缩机油泵停止运行或压缩机转动停止按钮作为压缩机终止运行的条件。
3结论
本文通过对石油化工企业广泛使用的压缩机进行研究分析，对压缩机的控制和保护系统进行中的优缺点进行简单的分析，通过列举压缩机的集中自动控制系统和联锁系统进行介绍，随着社会经济的发展和科学技术水平的不断发展，压缩机的自动控制系统将不断得到提升和发展。
参考文献：
[1]曹万林.压缩机总管油压低问题排查和处理的案例分析[J].中国设备工程,2021(04):120-121.
[2]谭龙龙,吴群.离心式压缩机噪声源定位分析及降噪方法[J].噪声与振动控制,2021,41(01):32-36+53.
[3]郭文宾,周鑫,左志涛,陈海生.CAES离心压缩机可调扩压器调节规律研究[J].工程热物理学报,2021,42(02):335-341.
[4]罗玉林,郭贝贝,轩露.双螺杆压缩机常见故障分析及处理[J].中国设备工程,2021(02):68-70.
[5]田伟平.空压机电气控制系统的变频改造及效果分析[J].机械管理开发,2020,35(11):231-232+285.
[6]胡春荣,康少华,王一程,马震宇,柏义鸣,胡永宏,张超,陈振军.往复式压缩机控制方案的探讨[J].化工技术与开发,2020,49(11):72-75.
作者简介：孙超（1983-），男，山东滨州人，中级工程师，就职于山东滨化滨阳燃化有限公司，从事化工电气仪表自动控制系统安全管理、化工机械设备安全管理方面的研究
