综合透平压缩机组控制系统在大型煤化工工厂中应用论文

综合透平压缩机组控制系统在大型煤化工工厂中的应用探

析

摘要：随着我国经济的不断进步和发展，各行业领域对于石油资源的需求量也在与日俱增，石油危机已经不仅仅是我国工业市场面临的危机，在全世界范围内形成石油匮乏的普遍现象，石油的价格波动对各国的经济和工业的发展状况状况都产生了极为严重的

影响。我国是一个煤炭资源丰富的国家，在工业能源方面，国家在十二五工业发展纲要中明确指出转变工业能源需求结构，改变能源结构单一的状况，使能源消费向多种能源结合方面发展。在国家政策和宏观调控的积极引导下，大量煤化工工厂开工建设。煤化工工业引进大型设备，通过对自动化控制平台的不断研发，采用高性能透平压缩机控制组件，从而提高煤化工工业的生产质量和自动化水平。

关键词：透平压缩机硬件技术煤化工工业

煤化工工业生产规模在不断扩大，对于生产设备的需求条件也越来越高，在控制系统领域，过去传统的工况调节系统也仅仅只能对单一工况参数进行调整，随着生产要求的提高和机械组件的增多，煤化工工厂控制系统需要同时对多系统工况参数进行评估，这就要求设备的控制能力向综合性控制设备方面发展。上个世纪末，我国大型煤化工工厂的生产方式还建立在依靠驱动式压缩机方面，这种汽轮机的工作原理是通过每个组件独立的控制系统进行局部

控制，每台机械都采用单独的控制系统，多台机械就需要配备多台

控制系统，这样不仅增加了机械操作的难度，同时还浪费了生产成本，各个机械组件的控制与功能分配方面也难以协调。本文对新型透平压缩机组控件在大型煤化工工厂中的应用进行阐述，说明透平压缩机在未来还有广阔的发展空间。

一、透平压缩机功能探究

透平压缩机组件控制系统（itcc）在煤化工设备中可以整合运行各种独立参数，并对系统发回的参数进行及时的测量和监控，在系统过载情况发生的时候可以启动权限预警保护，保证机械运行稳定安全，同时，透平压缩机控制系统还能够根据设计需要，对流水线生产工艺进行自动或手动调节，组织所有设备的运行方案，协调设备运行能力。此外，透平压缩机组控制系统还具备集成显示，储存、通讯等功能，可实现与生产线上所有设备实现对点连接。

透平压缩机组控制系统具有汽轮机转速调节功能。压缩机运行的驱动能源有电机和蒸汽透平驱动机，蒸汽透平机以蒸汽压强为参考系数，可以直接调节透平压缩机组控制系统的转速，目前透平压缩机组控制系统中蒸汽透平驱动机的研发比较成熟，蒸汽透平机对于系统设备的速度调节性能比较稳定，着重对于系统单机的运行转速进行调节。但由于系统调节性能比较单一，在组件的安装方面势必会增加生产成本。目前对于这一问题比较普遍的处理方式是放弃独立转速控制硬件，使透平压缩机组控制系统兼顾到所有设备组件的转速控制。

透平压缩机组控制系统还具有防喘振功能。压缩机在运行过程

中出现喘振状况，表现出压缩机运行的不稳定性，严重的喘振状况可能引起压缩机内部元件的损坏。透平压缩机组控制系统增加了防喘振功能，通过控制调节电元件回路来防止压缩机喘振的发生。目前tri-conex公司研发的三项系统参数防喘振动态运算技术对于增强压缩机工作稳定性有比较稳定的效果，目前这种技术已经大量运用于煤化工工业中。控制器通过压缩机接入端口进行输入（输出）流量监测，根据系统中存在的3个压力参数进行评估，计算出压缩机发生喘振的趋势。这种技术的优势主要体现在：气体分子量的转移和变化不会对喘振的监测出现误差，喘振系统可以根据分子量流动趋势来自动校对系统的安全边界，如果发生喘振，安全预警系统会自动打开流量阀；喘振控制系统还具有开关变速的功能，根据之前设定的程序进行开关动态保护，控制器通过软、硬手控制检测功能对系统中出现的故障及时发现并直接进行调试。

透平压缩a配备一套独立的操作控制组件，一台工程师站，一台系统服务器和一台系统运行状况监控站。系统的通讯终端与自带了六个并行数据串口dcs（3000）系统进行联络通讯，连接端口支持ascii协议，采用rs-485数据交换机，建立通讯主站，使煤化工设备连接到通讯主站进行统一控制。通讯机只能接受主设备的数据传输请求，并将主机下达的指令向输出区域进行定点传输。透平压缩机组控制系统独立通讯组件的应用在很大程度上提高了设备之间的合作能力，对提高产能具有重要意义。

二、透平压缩机组控制系统硬件优势

透平压缩机组控制系统作为整个厂区设备的中心控制和处理枢纽，对于设备可靠性和安全性能的要求也相当严格，目前生产的透平压缩机组控制系统普遍采用plc组件作为系统的独立控制单元，ts3000是三重化冗余控制系统，具有输入/输出信号、cpu三重冗余，控制区域中的单独设备出现故障不会影响设备的整体性能。在系统维护方面，i/o插件可以做到全程运行中更换，对于提高透平压缩机组控制系统的高效和稳定性方面具有重要作用。

三、透平压缩机组控制系统在大型煤化工工厂生产中的应用

通常煤化工工厂配备减压脱硫装置，以循环氢离心压缩机作为循环基础，采用ts3000plc控制站对生产流程进行全程监控，通过以太网络将信息传回工程师站，系统通过防喘振压缩机控制技术和透平转移技术对功率进行调节。1998年该系统已经在国内大型煤化化工工厂中得到了普及和应用，目前运行状况基本良好，控制性能达到可靠水平，在转速控制的误差能够保持转速差在5r/s之内。

透平压缩机组控制系统通过三重冗余处理系统进行基本控制，提高系统的稳定性，避免单机故障问题对整个生产线产生影响，同时该系统又集汽轮机转速调节控制、压缩机防喘振等功能于一身，增强了机械组件之间的配合能力，减少了由于处理环节过于复杂而导致的逻辑指令传输错误问题。另外，透平压缩机组控制系统通的编程设计可以通过远程逻辑指令的传输完成，硬件配置中增加了通讯卡插件功能，通过工厂dcs控制系统串联，实现远程命令交换。

参考文献

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