1  引言
    NG/25/20/0型汽轮机是山东海化集团纯碱厂压缩车间的重要设备，其主要作用是拖动压缩机运转把窑气、炉气等二氧化碳气体压缩到所需压力送入碳化塔内进行化学反应。CO₂的压力、浓度、气量等都会直接影响纯碱的产量和质量。改造前，汽轮机采用SRIV型机械液压手动调速器，其机械故障频繁，很容易造成汽轮机转速波动。因此，经该厂和杭州汽轮机厂的技术交流与合作，采用美国WOODWARD公司研制的505调速器，并接入DCS系统实现了转速遥控、自动调速、紧急停车、连锁保护等功能。
2  505调速器的控制原理及方框图
    505调速器是美国WOODWARD公司专门为控制汽轮机研制的，以微处理器为基础的数字式转速调节器。可根据每台汽轮机的特性，参数以及应用场合，在505面板上直接对其进行组态。505调速器的控制原理是：505接受两个转速探头的转速信号，与内部转速设定值进行比较，经PID运算模块的作用后输出4～20mA的电流信号。该信号经电液转换器转换成二次油压信号，二次油压通过油动机、错油门调节汽轮机汽阀的开度，控制进汽量，使汽轮机转速稳定在设定值。其控制原理如图1所示。

图1   505控制原理图
（注：1.虚线内由DCS设计完成;2.点划线内包含的是505内部控制逻辑）

3  505调速器与DCS系统的联机控制
    根据压缩机连锁保护的成功经验，结合505调速器控制要求根据压缩机连锁保护的成功经验，结合505调速器控制要求和该厂DeltaV DCS系统的特点制定控制方案，实现跳闸转速现场显示、远传至DCS显示、505中控报警显示、外部（ETS）报警显示、DCS远程控制转速设定值、紧急停车、连锁保护等功能。联机控制原理如图2所示。

图2  联机控制原理图

4  系统保护方案
4.1  允许启动条件
    开车前必须建立起速关油压力并大于0.4MPa，现场阀位行程开关处于开车状态（ZST1断开ZST2闭合），主控室允许启动，电磁阀带电具备开车条件。
4.2  停车条件
    该厂每台压缩机共挂接了10个联锁参数，包括4个阴推力瓦温度、4个阳推力瓦温度、1个冷油压力和1个排气。参与联锁的工艺参数超标将造成连锁停车，505外部跳闸（ETS）停车，现场紧急停车，主控室操作紧急停车按钮停车。
4.3  系统保护的设计

图3  联锁保护系统原理图

    根据改造前压缩机联锁保护的设计，结合工艺提出的条件和505的控制要求，系统保护作如下设计：工艺参数联锁继电器JK8与505停车继电器JK9触点串联，两个电磁阀并联，实现DCS与505都能达到保护停车要求。考虑到系统运行时便于对在线仪表和505的维修，设计了K7、K8两个联锁切除开关和软件切除模块等。
5  改造后的效果
    (1)  调速原理的改变，减少了汽轮机转速波动，并减少了因转速波动带来的一系列不良影响。如因放大器的滑阀容易卡塞，很容易造成汽轮机转速波动，对机组平稳运行造成很坏的影响，并破坏了轴瓦油膜形成，缩短轴瓦的使用周期，机组检修频繁。
    (2)  自动调速的应用，对降低消耗有很大好处。当生产波动时，505自动调速减少进汽量降低转速，避免了采取打循环的方式减少气量，中压蒸汽、循环水、软水消耗也随之降低。
    (3)  现场、主控室都能方便快捷操作来应对突发事故和稳定平衡生产，起到了提高和稳定下段气浓度的作用。
6  结语
    系统投入运行后，一年多来非常稳定，经过不断的开发和完善，已成功的应用到该厂新线1~5#汽轮机、老线4#、7#、8#汽轮机，为该厂的稳产高产、降低消耗打下了基础。