TRICON ITCC系统在管道压缩机上的负荷分配控制应用

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  [摘 要]文章摘要: 详细介绍了三台并列运行压缩机的控制策略。一套完善的控制方案能够有效地保护压缩机组的安全和节能降耗。尤其是在多机组串、并联应用时,采用一套完善的、合理的、自控程度高的控制方案时,只要对整个控制目标(主变参数)进行设定,就完全可以达到控制要求,同时减轻工艺操作人员工作强度。
  [关键词]TRICON;并列运行压缩机;负荷分配控制;ITCC
  中图分类号:TB652 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)09-0308-02
  前言
  内蒙古大唐国际克什克腾煤制气首站压缩机项目,采用日立压缩机,杭汽汽轮机。三台压缩机并列运行,将天然气从内蒙古克什克腾旗采用一站压缩输送到首都北京。控制系统采用TRICONEX ITCC系统
  一.硬件环境
  TRICONEX 三重化 ITCC系统三套,版本 V10.5。系统间通过硬线连接的方式进行通讯。
  二.软件环境
  下位软件:TRISTATION 1131软件VERSION 4.7,TRICON SOE软件VERSION4.0,TRICON DDE软件VERSION4.1;
  上位画面软件:采用INTOUCH 10.1人机界面软件实现ITCC系统的监控操作。
  三.ITCC实现的主要功能
  A、机组联锁 B、辅机控制 C、机组升速、调速控制 D、防喘振控制 E、 多台压缩机的负荷分配控制(本文阐述的重点)
  四.负荷分配控制
  1、为何要做负荷分配控制
  A、保持主控变量稳定(主控变量包括压缩机入口压力、出口压力、流量等)
  B、当两台或多台压缩机并联运行时,压缩机在距离喘振线的相等距离下操作可使过程效率最高和喘振保护最好。TRICONEX的负荷分配算法适用于调节并联运行压缩机。
  2、方案的实施
  此负荷分配控制方案为控制压缩机的入口压力(压缩机并列运行和孤立运行的入口压力控制)。
  控制器通过控制压缩机的转速,使压缩机的入口压力达到设定点。 当2台以上的压缩机并列运行时需要负荷分配的控制,假设我们用K101A作为主控系统,K101B、K101C为从控系统,只需要在HMI上设定K101A的入口管网的压力,就可以实现3台压缩机以同样的负荷工作,使入口压力達到设定的压力。(图1)
  负荷分配控制功能介绍
  控制系统先计算出并联运行压缩机工作点到控制线的平均距离,然后计算出每台压缩机工作点到控制线的距离和平均距离的偏差,通过控制单台压缩机的转速来调整工作点到控制线的距离来减小偏差。负荷分配控制器不停地增加或减小这个偏差,直到这个偏差为0%或到达人为设定的偏差或到达了允许的偏差范围内。(这样就可以使每台压缩机的工作点到它的喘振线的距离是相同的)。
  这3台压缩机除了有并联运行模式,还可以单台运行模式:
  单台运行时的入口压力控制。
  手动控制运行 (通过HMI/DCS/LGB的升、降速按钮来调整压缩机的转速)
  在单台压缩机入口压力控制的模式下,(其它两台压缩机是在防喘振投自动控制或没有运行的时候)此时这台压缩机入口压力控制将承担系统中所有的对入口压力的扰动。在手动模式下,入口压力通过人为调整转速来控制。此时压缩机的防喘振控制是一直起作用的,不管压缩机是在何种模式下运行。
  整体控制方案框图
  整个控制由控制模块组成,每个控制模块完成特定的功能。(图2)
  MPC1-主入口压力控制
  这是一个标准的PID控制器,主入口压力控制器的输出通过硬接线的方式把信号送到其它2个控制器。
  SPC1-压缩机独立运行入口压力PID控制
  ASC1-防喘振控制器
  SPC2-负荷分配
  负荷分配逻辑在每套控制器中都有,控制原理见图3:
  结束语
  并联压缩机的负荷分配控制在化工厂比较少见,多用于管道压缩机的控制。目前该系统运行平稳、可靠,在机组启停、控制监测、系统通讯等方面性能良好,有效的提高了机组的运行效率,减少了维护的成本,结果令人满意,具有在同类项目进行推广的价值。
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