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摘 要:某炼油厂蜡油加氢裂化装置循环氢压缩机采用6 支AI-TEK 磁电式传感器转数探头,三支进Wooward 超速保护器用于超速联锁,2 支进tricon 系统用于转速控制(高选控制),1 支用于现场指示。试车阶段,曾发生过如下问题:机组实际转速3000 转左右时,用于转速控制的2 支探头测量值波动,测量值大致是实际值的2 倍左右。对这2支探头的测量回路进行适当改进后,测量值恢复正常,具有一定的推广价值。
关键词:循环氢压缩机;转速探头;电容器;抗干扰
中图分类号:TH7
循环氢压缩机无异于加氢裂化装置的心脏,而控制循环氢压缩机运行的最重要参数则是转速,因此,转速探头测量的准确度直接关系到整套装置能否正常运行。但是由于部分业主对转速探头测量原理及回路等方面的了解不够深入或者安装调试时的疏忽,造成其在实际使用中测量值误差大。转速测量偏高会造成装置处于低负荷运行,停车、浪费能源、损坏装置。转速测量偏低更是会造成爆炸等严重后果。笔者以实际试车中遇到的问题及解决方法为依据,对转速探头测量原理及回路进行阐述,并重点谈一下对测量回路的改进。
一、转速探头测量原理及回路
转速探头测量回路如图一。磁电式传感器运用电磁感应原理,当测速盘转动时,因测速盘具有导磁性,通过传感器线圈的磁通量发生周期变化,在传感器线圈中产生周期性的电压,通过对该电压处理计数,测出齿轮的转速。即测速齿轮每转过一个齿,磁铁的磁路磁阻就变化一次(如图二),磁通也就变化一次,当齿轮靠近磁头,磁阻就减小,齿轮偏离磁头,磁阻就增大。这样,磁通量呈周期性变化,便产生了感应电动势(如图三)。
感应电动势的频率和幅值均随齿轮的通过频率而变化,即与齿轮的转速成正比。
关系式如下:n=60f/Z 式一
其中n 为转速;f 为电动势变化频率;Z 为测速盘齿数
二、干扰因素
首先先明确下分布电容的概念,分布电容的存在往往都是无形的,例如线圈的相邻匝之间,两个分立元件之间,两根相邻的导线之间,都具有一定的电容。它对电路的影响等于给电路并联一个电容器,这个电容值就是分布电容。在低频交流电路中,分布电容的容抗很大,对电路的影响很小,一般不考虑分布电容的影响。但当线路很长,分布电容足够大的时候,就不容忽略。经检查发现转速探头连接线从现场到控制室长度为560m,查线缆的资料得到线缆电容为120pf/米,这样整條线缆的电容就比较大了。
试车过程中,发现转速在3000Rpm 时,转速探头的输出没有波动,当大于3000Rpm才出现波动,由磁电探头的原理可知,转速越高探头产生的交流电压越大,频率越高。可初步判断干扰和电压值及频率的高低有关。当探头产生的高频电势经过电容时,会对电容进行充电,当电容的电势超过探头产生的最低电势时,电容会进行放电,当电容的电势放电至低于探头的电势值时又进行下一轮的充放电,该过程导致了导线中产生干扰,影响了测量。
三、解决措施
由以上分析可知只要降低Tricon 卡件的接收电压即可降低干扰,因此在浪涌保护器侧并联了一个2000 欧姆电阻,降低了卡件的接收电压,卡件自身的抗干扰电路有能
力将分布电容产生的干扰消除。检查电阻的发热程度正常,满足使用要求。
四、总结
线圈相邻导线之间具有一定的电容,线路很长、转速很快的情况下,探头产生的高频电势经过电容时,会对电容进行充电,当电容的电势超过探头产生的最低电势时,电容会进行放电,当电容的电势放电至低于探头的电势值时又进行下一轮的充放电,该过程导致了导线中产生干扰,影响了测量。因此在浪涌保护器侧并联了一个2000 欧姆电阻,降低了卡件的接收电压,卡件自身的抗干扰电路有能力将分布电容产生的干扰消除。
可见,转速探头的正确安装只是探头测量准确的其中一个条件,要想让测量误差控制在
允许范围内,需要对测量回路进行研究和优化。经过改造后,此转速探头在机组的运行中,测量准确,误差极小,满足测量需求。
另外,该测量回路按设计要求在线路的卡检侧配置了浪涌保护器,按机组转速仪表的常规设计,线路间通常不设置浪涌保护器,如设置该保护器可能会由于浪涌保护器的故障导致机组转速测量故障,不利于机组的正常运行,建议取消该设备。
关键词:循环氢压缩机;转速探头;电容器;抗干扰
中图分类号:TH7
循环氢压缩机无异于加氢裂化装置的心脏,而控制循环氢压缩机运行的最重要参数则是转速,因此,转速探头测量的准确度直接关系到整套装置能否正常运行。但是由于部分业主对转速探头测量原理及回路等方面的了解不够深入或者安装调试时的疏忽,造成其在实际使用中测量值误差大。转速测量偏高会造成装置处于低负荷运行,停车、浪费能源、损坏装置。转速测量偏低更是会造成爆炸等严重后果。笔者以实际试车中遇到的问题及解决方法为依据,对转速探头测量原理及回路进行阐述,并重点谈一下对测量回路的改进。
一、转速探头测量原理及回路
转速探头测量回路如图一。磁电式传感器运用电磁感应原理,当测速盘转动时,因测速盘具有导磁性,通过传感器线圈的磁通量发生周期变化,在传感器线圈中产生周期性的电压,通过对该电压处理计数,测出齿轮的转速。即测速齿轮每转过一个齿,磁铁的磁路磁阻就变化一次(如图二),磁通也就变化一次,当齿轮靠近磁头,磁阻就减小,齿轮偏离磁头,磁阻就增大。这样,磁通量呈周期性变化,便产生了感应电动势(如图三)。
感应电动势的频率和幅值均随齿轮的通过频率而变化,即与齿轮的转速成正比。
关系式如下:n=60f/Z 式一
其中n 为转速;f 为电动势变化频率;Z 为测速盘齿数
二、干扰因素
首先先明确下分布电容的概念,分布电容的存在往往都是无形的,例如线圈的相邻匝之间,两个分立元件之间,两根相邻的导线之间,都具有一定的电容。它对电路的影响等于给电路并联一个电容器,这个电容值就是分布电容。在低频交流电路中,分布电容的容抗很大,对电路的影响很小,一般不考虑分布电容的影响。但当线路很长,分布电容足够大的时候,就不容忽略。经检查发现转速探头连接线从现场到控制室长度为560m,查线缆的资料得到线缆电容为120pf/米,这样整條线缆的电容就比较大了。
试车过程中,发现转速在3000Rpm 时,转速探头的输出没有波动,当大于3000Rpm才出现波动,由磁电探头的原理可知,转速越高探头产生的交流电压越大,频率越高。可初步判断干扰和电压值及频率的高低有关。当探头产生的高频电势经过电容时,会对电容进行充电,当电容的电势超过探头产生的最低电势时,电容会进行放电,当电容的电势放电至低于探头的电势值时又进行下一轮的充放电,该过程导致了导线中产生干扰,影响了测量。
三、解决措施
由以上分析可知只要降低Tricon 卡件的接收电压即可降低干扰,因此在浪涌保护器侧并联了一个2000 欧姆电阻,降低了卡件的接收电压,卡件自身的抗干扰电路有能
力将分布电容产生的干扰消除。检查电阻的发热程度正常,满足使用要求。
四、总结
线圈相邻导线之间具有一定的电容,线路很长、转速很快的情况下,探头产生的高频电势经过电容时,会对电容进行充电,当电容的电势超过探头产生的最低电势时,电容会进行放电,当电容的电势放电至低于探头的电势值时又进行下一轮的充放电,该过程导致了导线中产生干扰,影响了测量。因此在浪涌保护器侧并联了一个2000 欧姆电阻,降低了卡件的接收电压,卡件自身的抗干扰电路有能力将分布电容产生的干扰消除。
可见,转速探头的正确安装只是探头测量准确的其中一个条件,要想让测量误差控制在
允许范围内,需要对测量回路进行研究和优化。经过改造后,此转速探头在机组的运行中,测量准确,误差极小,满足测量需求。
另外,该测量回路按设计要求在线路的卡检侧配置了浪涌保护器,按机组转速仪表的常规设计,线路间通常不设置浪涌保护器,如设置该保护器可能会由于浪涌保护器的故障导致机组转速测量故障,不利于机组的正常运行,建议取消该设备。