CCPP焦炉煤气压缩机DCS控制系统的研究与应用
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科技信息．
专题论 述
Ｃ Ｐ Ｃ Ｐ焦 炉煤 号 压缩祁 ＤＣ Ｓ控 制系 统昀 研 究与 应用
莱 芜钢铁 集 团有 限公 司 自动化部 李蓓 娜 苏军建
［ 摘
王 晓云 秦 玉梅
要 ］莱钢 Ｃ Ｐ焦 炉煤 气 压 缩机 为 两 级 注 油式 螺 杆 压缩 机 ，利 用 双 螺杆 的旋 转 啮 合 原 理 来 压 缩 焦 炉煤 气 ，该 统 的 Ｄ Ｓ采用 ＡＢ Ｃ Ｂ生 产 的 Ａ Ｓ ０ Ｃ ０ Ｆ的冗 余 配 置 ，以 Ｐ ０ Ｆ Ｍｇ ２ 控制器为基 础， 通过标准的 Ｉ ／ Ｏ卡件传送机组信息和发出控制指令 ， 具 有高度的可靠性、 安全性 ； 系统工作时 ， 一主一从， 同步运行 ， 相互冗余 。 旦主控制器因故障而停 止运行 ，从控制器马上变 成主控制器继续工 作 。利用 Ｃ Ｆ ． 变成软件对 Ｉ Ｂ ８１ ／ Ｏ模件进行组态 ， 实施程序编制， 通过现 场总线通讯控制现场设备的启停 。运用梯形图（ Ｄ） Ｌ 和功能块 （ Ｂ 相 Ｆ Ｄ） 结合的编程方式 ， 实现现场设备的逻辑判断和控制 ， 实现设备的连锁控 制。 具有模拟量处理 、 数字量处理 、 控制调节 、 趋势查询 、 监控功能块 ， 开 环控制 、 逻辑运算 、 数据转换等功能。控制器 Ｐ ０ Ｆ和 Ｉ Ｍ８ ２ ／ ０从站通过 Ｐｏｂ ｓ ｒｆ ｕ 现场总线通讯 ， ｉ 控制 器 Ｐ ０ Ｆ和上位机通过工业 以太 网实现 Ｍ８ ２ 数据的交换和共享 。Ｄ Ｓ自控系统可根据人机界面的操作指令 和现场 Ｃ 监测器信号 ， 完成整个压缩机系统 的顺序控制和逻辑控制 ， 并进行工艺 过程以及设备状态的实时数据采集 和监控 ，完成工艺过程数据分析以 及设 备 和 网 络 的诊 断 。 ２２系 统控 制 逻 辑 ． 当燃 气轮 机 用 柴 油启 动 后 ， 机 信 号 会传 递 给压 缩 机 控 制 系 统 ， 开 压 缩机检查开机条件允许后 ，手动发出机组启动命令 。当启动命令到来 后， 机组打开煤气入 口切断 阀， 润滑油回流 阀， 启动润滑油泵 ， 然后启 动 低段压缩机 电机。 低段压缩机启动的初始阶段 ， 压缩机滑 阀开始按照问 隔脉冲的方式逐渐开到设定位置， 随着 出口压力的增高 ， 回流调节闪开 始对出 口压力进行调节 。 当压缩机电机开始运行的时候 ， 润滑油 ｛ 也开 始 自动调 节 。 当 低段 出 口压力 达到 设 定 值 、 阀 在 设定 的 范 围之 ， 滑 开 始达到高段允许启动条件时。
脉冲增加滑阀开度而增加 压缩机容量 。如果 回流调节阎的输 出大于高 点设定值加上死区 ，那么就会脉 冲减小滑阀开度 ，从而降低压缩机容 量 ， 方 面相 互 作 用共 同调 节 。 两 ２ ． ４系统 安 全 压 缩 机 与 煤 气 柜 的柜 位 以 及 燃 机 采 用 硬线 连 锁 。 当煤 气 柜 柜 位超 低时需要压缩机停机 以保证煤气柜前系统压力 的稳定 。当燃机准备开 机的时候 ， 压缩机才具备开机条件 ， 当燃机开始烧焦炉煤气后 ， 才能进 行 动 态 的 容 量调 节 。 ３结束 语 ． 焦炉煤气压缩机 ， 性能稳 定， 运行 良好 。Ｄ Ｓ自动控制系统基于对 Ｃ 生产过程进行数据采集 、 顺序控制 、 连续控制 、 监控操作 、 人机对话和数 据通信 ， 其应 用实现 了发 电厂 Ｄ Ｓ自控 系统的在线实时监控 、 Ｃ 故障诊 断、 故障预报 ， 并提供了故障诊断系统信息指导功能。
１ 综述 ．
莱钢 Ｃ Ｐ Ｃ Ｐ燃机 系统采用高压焦炉煤气做燃料 ，焦炉煤气需要加 压 到 ２９± ．Ｍ ａ 因 此 采 用 了 日本 前 川 公 司 的压 缩 机 ， 类 型 的 压 缩 ． ０２ ｐ ， 此 机利用双螺杆的旋转啮合原理来压缩煤气并向压缩机内喷注润滑油。 该压缩机螺杆式压缩机 ， 低压段人 口压力约 ８ Ｉ ， ．Ｋ】 低压段 出口压力为 ５ ａ ０６ ａ高压 段 出 口即 为额 定 压 力 。 ．Ｍｐ ， 该系统采用 Ａ ＢＤ Ｓ控制器 ，在控制 中采用 了多种控制模式 ， Ｂ Ｃ 使 系统完成设备控制和高精度 的调节。该控制系统本着简洁 、 灵活 、 安全 的目 标进行程序设计 ， 集参数 监控 、 参数声光报警 、 历史趋势记录 、 生产 操作 、 硬件状态监控 、 设备运行状态判 断 ． 与生产调度远程 监控 系统联 网， 实现生产调度综合 管理等多项功能于一身， 体现 了系统 的完整性。
ＤＣ Ｓ控 制 系统 ， 动 操 作在 触 摸 屏 上 完成 ， 手 自动操 作 由计 算机 实现 ， 同完 成 了设 备 的 顺序 控 制 和 工 艺 的 高精 度 调 节 。 共 ［ 关键 词 】 炉 煤 气 螺 杆 压 缩机 高精 度 调 节 Ａ Ｂ ＤＣ 焦 Ｂ Ｓ控 制 系统
２Ｄ ．ＣＳ控 制 系统 ２１系统 组 成及 功 能 ．
同样 ， 打开高段 人口阀门 ， 启动润滑油泵 ， 启动高段压缩机电机 ， 同 时 调节 润 滑 油 温度 、 缩 机 滑 阀开 度 以及 压 缩机 出 口压力 。 低段 入 口 压 在 阀后 、 高段出 口阀前还设置有一大回流管道 ， 管道上设置有 ２ 个快速调 节阀。燃机停机信号发出时 ，根据设定压力对压缩机出 口压力进行调 节， 尾端的 ２９ ａ的焦炉煤气迅速降到设定点 ， 而避免长时间的 使 ． Ｍｐ 从 高压焦炉煤气发生爆 炸。整个逻辑 的完成 ， 完美地呈现 了 Ｄ Ｓ的 自动 Ｃ 控制优势。 ２３回路 控 制 ． 该 系统主要有高低段压缩机 出口压力调节 、 高低段润滑温调节、 高 低段排气温度调节等 ６ 回路。 中， 个 其 润滑油温和排气温度 的调节采用 单 回路 Ｈ Ｄ控 制 ， 节精 度 在 １ 氏 度之 内 。 对 高低 段 压缩 机 出 口压 凋 摄 力调节共分为 ２ 种模式 ， 独立运行模式和协调控制模式。 （ 独立运行模式 ： １ ） 当压缩机运行而燃气轮机没有投入运行连锁 的
一
时候 ， 压缩机出口压力完全通过回流调节 阀来直接调节 ， 而压缩机滑 阀 通过开机阶段的 自 动脉冲触发打开到设定 值即保持不 动； （协调控制模式 ： ２ ） 当燃气轮机运行 的时候 ， 通过 回流调节 阀正常工 作值判断 ， 回流调节阀的输 出小于低点设定值减去死 区， 如果 那么就会
专题论 述
Ｃ Ｐ Ｃ Ｐ焦 炉煤 号 压缩祁 ＤＣ Ｓ控 制系 统昀 研 究与 应用
莱 芜钢铁 集 团有 限公 司 自动化部 李蓓 娜 苏军建
［ 摘
王 晓云 秦 玉梅
要 ］莱钢 Ｃ Ｐ焦 炉煤 气 压 缩机 为 两 级 注 油式 螺 杆 压缩 机 ，利 用 双 螺杆 的旋 转 啮 合 原 理 来 压 缩 焦 炉煤 气 ，该 统 的 Ｄ Ｓ采用 ＡＢ Ｃ Ｂ生 产 的 Ａ Ｓ ０ Ｃ ０ Ｆ的冗 余 配 置 ，以 Ｐ ０ Ｆ Ｍｇ ２ 控制器为基 础， 通过标准的 Ｉ ／ Ｏ卡件传送机组信息和发出控制指令 ， 具 有高度的可靠性、 安全性 ； 系统工作时 ， 一主一从， 同步运行 ， 相互冗余 。 旦主控制器因故障而停 止运行 ，从控制器马上变 成主控制器继续工 作 。利用 Ｃ Ｆ ． 变成软件对 Ｉ Ｂ ８１ ／ Ｏ模件进行组态 ， 实施程序编制， 通过现 场总线通讯控制现场设备的启停 。运用梯形图（ Ｄ） Ｌ 和功能块 （ Ｂ 相 Ｆ Ｄ） 结合的编程方式 ， 实现现场设备的逻辑判断和控制 ， 实现设备的连锁控 制。 具有模拟量处理 、 数字量处理 、 控制调节 、 趋势查询 、 监控功能块 ， 开 环控制 、 逻辑运算 、 数据转换等功能。控制器 Ｐ ０ Ｆ和 Ｉ Ｍ８ ２ ／ ０从站通过 Ｐｏｂ ｓ ｒｆ ｕ 现场总线通讯 ， ｉ 控制 器 Ｐ ０ Ｆ和上位机通过工业 以太 网实现 Ｍ８ ２ 数据的交换和共享 。Ｄ Ｓ自控系统可根据人机界面的操作指令 和现场 Ｃ 监测器信号 ， 完成整个压缩机系统 的顺序控制和逻辑控制 ， 并进行工艺 过程以及设备状态的实时数据采集 和监控 ，完成工艺过程数据分析以 及设 备 和 网 络 的诊 断 。 ２２系 统控 制 逻 辑 ． 当燃 气轮 机 用 柴 油启 动 后 ， 机 信 号 会传 递 给压 缩 机 控 制 系 统 ， 开 压 缩机检查开机条件允许后 ，手动发出机组启动命令 。当启动命令到来 后， 机组打开煤气入 口切断 阀， 润滑油回流 阀， 启动润滑油泵 ， 然后启 动 低段压缩机 电机。 低段压缩机启动的初始阶段 ， 压缩机滑 阀开始按照问 隔脉冲的方式逐渐开到设定位置， 随着 出口压力的增高 ， 回流调节闪开 始对出 口压力进行调节 。 当压缩机电机开始运行的时候 ， 润滑油 ｛ 也开 始 自动调 节 。 当 低段 出 口压力 达到 设 定 值 、 阀 在 设定 的 范 围之 ， 滑 开 始达到高段允许启动条件时。
脉冲增加滑阀开度而增加 压缩机容量 。如果 回流调节阎的输 出大于高 点设定值加上死区 ，那么就会脉 冲减小滑阀开度 ，从而降低压缩机容 量 ， 方 面相 互 作 用共 同调 节 。 两 ２ ． ４系统 安 全 压 缩 机 与 煤 气 柜 的柜 位 以 及 燃 机 采 用 硬线 连 锁 。 当煤 气 柜 柜 位超 低时需要压缩机停机 以保证煤气柜前系统压力 的稳定 。当燃机准备开 机的时候 ， 压缩机才具备开机条件 ， 当燃机开始烧焦炉煤气后 ， 才能进 行 动 态 的 容 量调 节 。 ３结束 语 ． 焦炉煤气压缩机 ， 性能稳 定， 运行 良好 。Ｄ Ｓ自动控制系统基于对 Ｃ 生产过程进行数据采集 、 顺序控制 、 连续控制 、 监控操作 、 人机对话和数 据通信 ， 其应 用实现 了发 电厂 Ｄ Ｓ自控 系统的在线实时监控 、 Ｃ 故障诊 断、 故障预报 ， 并提供了故障诊断系统信息指导功能。
１ 综述 ．
莱钢 Ｃ Ｐ Ｃ Ｐ燃机 系统采用高压焦炉煤气做燃料 ，焦炉煤气需要加 压 到 ２９± ．Ｍ ａ 因 此 采 用 了 日本 前 川 公 司 的压 缩 机 ， 类 型 的 压 缩 ． ０２ ｐ ， 此 机利用双螺杆的旋转啮合原理来压缩煤气并向压缩机内喷注润滑油。 该压缩机螺杆式压缩机 ， 低压段人 口压力约 ８ Ｉ ， ．Ｋ】 低压段 出口压力为 ５ ａ ０６ ａ高压 段 出 口即 为额 定 压 力 。 ．Ｍｐ ， 该系统采用 Ａ ＢＤ Ｓ控制器 ，在控制 中采用 了多种控制模式 ， Ｂ Ｃ 使 系统完成设备控制和高精度 的调节。该控制系统本着简洁 、 灵活 、 安全 的目 标进行程序设计 ， 集参数 监控 、 参数声光报警 、 历史趋势记录 、 生产 操作 、 硬件状态监控 、 设备运行状态判 断 ． 与生产调度远程 监控 系统联 网， 实现生产调度综合 管理等多项功能于一身， 体现 了系统 的完整性。
ＤＣ Ｓ控 制 系统 ， 动 操 作在 触 摸 屏 上 完成 ， 手 自动操 作 由计 算机 实现 ， 同完 成 了设 备 的 顺序 控 制 和 工 艺 的 高精 度 调 节 。 共 ［ 关键 词 】 炉 煤 气 螺 杆 压 缩机 高精 度 调 节 Ａ Ｂ ＤＣ 焦 Ｂ Ｓ控 制 系统
２Ｄ ．ＣＳ控 制 系统 ２１系统 组 成及 功 能 ．
同样 ， 打开高段 人口阀门 ， 启动润滑油泵 ， 启动高段压缩机电机 ， 同 时 调节 润 滑 油 温度 、 缩 机 滑 阀开 度 以及 压 缩机 出 口压力 。 低段 入 口 压 在 阀后 、 高段出 口阀前还设置有一大回流管道 ， 管道上设置有 ２ 个快速调 节阀。燃机停机信号发出时 ，根据设定压力对压缩机出 口压力进行调 节， 尾端的 ２９ ａ的焦炉煤气迅速降到设定点 ， 而避免长时间的 使 ． Ｍｐ 从 高压焦炉煤气发生爆 炸。整个逻辑 的完成 ， 完美地呈现 了 Ｄ Ｓ的 自动 Ｃ 控制优势。 ２３回路 控 制 ． 该 系统主要有高低段压缩机 出口压力调节 、 高低段润滑温调节、 高 低段排气温度调节等 ６ 回路。 中， 个 其 润滑油温和排气温度 的调节采用 单 回路 Ｈ Ｄ控 制 ， 节精 度 在 １ 氏 度之 内 。 对 高低 段 压缩 机 出 口压 凋 摄 力调节共分为 ２ 种模式 ， 独立运行模式和协调控制模式。 （ 独立运行模式 ： １ ） 当压缩机运行而燃气轮机没有投入运行连锁 的
一
时候 ， 压缩机出口压力完全通过回流调节 阀来直接调节 ， 而压缩机滑 阀 通过开机阶段的 自 动脉冲触发打开到设定 值即保持不 动； （协调控制模式 ： ２ ） 当燃气轮机运行 的时候 ， 通过 回流调节 阀正常工 作值判断 ， 回流调节阀的输 出小于低点设定值减去死 区， 如果 那么就会