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摘要:天然气生产质量以及效率会受到燃汽轮机压缩机操控水平的直接影响,在推动天然气顺外输方面燃汽轮机压缩机所起到的作用不可替代。在实际中对天然气进行生产的过程当中我们需要充分结合天气条件的变化情况进行一系列的避台作业准备。原有的DCS并不能实现对燃汽轮机压缩机控制需求的满足,因此我们必须在原有基础上对其进行合理的改革与创新,进而促使控制系统功能得到进一步提升。
关键词:天然气生产平台;燃气轮机压缩机;控制系统
在实际对当前燃汽轮机压缩机进行改进的过程当中我们主要是要实现在运行过程中难达到无忧切换以及远程控制笑的目标,首先我们需要确定DCS上位机的正常运行值,然后再利用运程控制方式的基础上促使原有的控制方式得到有效改善。在这个过程当中我们也需要全面了解燃汽轮机压缩机系统与控制系统的运行原理。在改造过程当中也要注意实现与现代燃汽轮机压缩机运行功能需要的充分结合,最终促使控制室系统得到较为完善的改造。
一、燃气轮机压缩机系统
燃汽轮机压缩机时天然气生产平台中不可缺少的组成部分,同时也在其中占据相当重要的位置。我们不能忽视该项设备的功能与作用,安全输出天然气是燃汽轮机压缩机设备所起到的主要作用,在实际外输的过程当中会经过离心压缩机,下面我们对天然气的外出流程进行分析。
最先为进入前涤气罐,运输的最后内容为经防喘阀进入前涤气罐-除液和去除颗粒处理。其中主要涉及到燃气轮机压缩机加压、冷却处理、进入后涤气罐处理、进入下游设备,也就是说在实际运输过程中必须充分满足上述环节与步骤。
在调节方面防喘阀在燃气轮机压缩机起着至关重要的作用。该作用可在多个方面进行直观体现,我们主要将其总结为以下几点并进行仔细分析。
1.首先是机组的系统可实现自动启动与停止,系统在科学使用天然气回流的基础上促使燃汽轮机压缩机天然气流量得到不断增加。机组低速运行时所发生的喘振情况可在这一过程中得到较为有效的避免,对机组的正常运行有利。
2.手动控制防喘阀是天然气外输量控制工作的主要手段,这也是促使燃汽轮机压缩机出现喘振现象的手段之一。
3.在实际作业过程当中我们通常对两台燃汽轮机压缩机进行准备,其中一台为备用机器,在切换燃汽轮机压缩机的过程当中我们必须保障天然气外输量不会在原有的基础上发生变化。为在真正意义上实现对两台压缩机的天然气流量进行控制,应该在转换过程中打开防喘阀。
4.注意对作业时的天然气外输量进行有效控制,主要是在保持恒定量的基础上促使天然气外输效率得到有效稳定。
二、压缩机控制系统
燃气轮机压缩机设备具有独立性特点,控制系统也呈独立性,在燃气轮机压缩机设备结构中有一个触摸屏的计算机,就是常说的现场上位机,具有人机可操控功能,可对燃气轮机压缩机的开关系统进行控制。在平台的中控室还有1个远程控制柜,上面也有1个触摸屏计算机和多个控制按钮,这个触摸屏计算机就是远程上位机,中控室操作员也可以在这里对机组进行操控。燃气轮机压缩机的操控方式分析燃气轮机压缩机的控制系统可以通过1个Modbus通信模块与平台的DCS进行通信。
DCS与燃气轮机压缩机控制系统进行通信的部件是Mod-bus串行接口模块,机组利用Modbus通信将部分关键参数数据发送给DCS,方便中控室操作员在监控平台生产过程的同时对机组的关键参数进行监视。平台在设计初期的思路是:只有在机组上位机对机组的详细参数进行检查和确认的情况才允许操控机组,所以没有设计DCS通过Modbus通信对机组关键参数进行操控的功能,只设计了对机组部分参数进行显示的功能。
平台DCS上位机可以通过以太网交换机连接平台路由器,通过卫星通信系统的专用信道与终端路由器进行通信,再通过以太网交换机与终端DCS上位机通信,形成了平台与终端DCS上位机的局域网结构。平台DCS上位机的操作系统开通了“允许用户远程连接到此计算机”功能时,操作员可以在终端以“远程桌面连接”的方式远程登录平台DCS上位机对平台的生产进行操控。
三、解决方案
1.设计思路
为了解决避台期间对燃气轮机压缩机的操控问题,可以在DCS中增加数据链接,实现DCS对机组关键参数的操控。事实上机组的关键参数是防喘阀的开度和燃气轮机的NGP转速(压气机转速),防喘阀是以调节回流量的方式调节压缩机的外输量,而燃气轮机的NGP转速是通过直接影响压缩机的转速来调整外输量。
2.实施方案
(1)在DCS相应串行接口模块中增加“OUTPUT”类型的16位浮点数数据包,实现DCS对燃气轮机压缩机的数据输出功能。新增的数据包名称为:“CEP-C1-40201-6”。
(2)在DCS中编辑新增控制模块,使这些控制模块可以控制燃气轮机压缩机的关键参数。
(3)在DCS上位机制作燃气轮机压缩机关键参数的操控人机界面,让操作员可以在DCS上位机操控机组的关键参数。以燃气轮机压缩机“A”机组的NGP转速设定为例,说明整个方案的实施过程。在显示“BUTTON”标识的输入框中选择“BUTTON”或“NUMBER”可以选择NGP转速的设定方式。
参数“INC”是布尔量参数,由“增加按钮”的数据链接过来,按钮按下是为“1”,在人机界面中将按钮属性中“Behavior”的“ENABLED”选项定义成參数“SWITCH”的值为“0”时使能,为“1”时无效,即选择了“NUMBER”的输入方式时按钮无效。选择了“BUTTON”的输入方式时,每按1次“增加按钮”,“OUTPUT”参数的值就会在原值的基础上增加0.1%,然后给“增加按钮”按钮复位。
同理,参数“DEC”是布尔量参数,由“减少按钮”的数据链接过来,每按一次“减少按钮”,“OUTPUT”参数的值就会在原值的基础上减少0.1%。当参数“SWITCH”的值为“1”时,就会将“INPUT”参数的值赋值给“OUTPUT”参数,也就是将人机界面“INPUT”输入框的浮点数数值赋值给“OUTPUT”参数。同时由于前面人机界面画面中的组态已经将这个状态下的按钮设定为失效,也就实现了由按钮输入方式到浮点数输入方式的切换。
参考文献:
[1]邓增利,冯在棠,熊荣雷,等.燃气轮机压缩机的操控方式分析[J].电气时代,2013(12):113-115.
[2]宋昕海,蔡宪和.燃气轮机作为天然气液化工厂制冷压缩机驱动设备的评述[J].化学工程与装备,2012(1):122-123.
关键词:天然气生产平台;燃气轮机压缩机;控制系统
在实际对当前燃汽轮机压缩机进行改进的过程当中我们主要是要实现在运行过程中难达到无忧切换以及远程控制笑的目标,首先我们需要确定DCS上位机的正常运行值,然后再利用运程控制方式的基础上促使原有的控制方式得到有效改善。在这个过程当中我们也需要全面了解燃汽轮机压缩机系统与控制系统的运行原理。在改造过程当中也要注意实现与现代燃汽轮机压缩机运行功能需要的充分结合,最终促使控制室系统得到较为完善的改造。
一、燃气轮机压缩机系统
燃汽轮机压缩机时天然气生产平台中不可缺少的组成部分,同时也在其中占据相当重要的位置。我们不能忽视该项设备的功能与作用,安全输出天然气是燃汽轮机压缩机设备所起到的主要作用,在实际外输的过程当中会经过离心压缩机,下面我们对天然气的外出流程进行分析。
最先为进入前涤气罐,运输的最后内容为经防喘阀进入前涤气罐-除液和去除颗粒处理。其中主要涉及到燃气轮机压缩机加压、冷却处理、进入后涤气罐处理、进入下游设备,也就是说在实际运输过程中必须充分满足上述环节与步骤。
在调节方面防喘阀在燃气轮机压缩机起着至关重要的作用。该作用可在多个方面进行直观体现,我们主要将其总结为以下几点并进行仔细分析。
1.首先是机组的系统可实现自动启动与停止,系统在科学使用天然气回流的基础上促使燃汽轮机压缩机天然气流量得到不断增加。机组低速运行时所发生的喘振情况可在这一过程中得到较为有效的避免,对机组的正常运行有利。
2.手动控制防喘阀是天然气外输量控制工作的主要手段,这也是促使燃汽轮机压缩机出现喘振现象的手段之一。
3.在实际作业过程当中我们通常对两台燃汽轮机压缩机进行准备,其中一台为备用机器,在切换燃汽轮机压缩机的过程当中我们必须保障天然气外输量不会在原有的基础上发生变化。为在真正意义上实现对两台压缩机的天然气流量进行控制,应该在转换过程中打开防喘阀。
4.注意对作业时的天然气外输量进行有效控制,主要是在保持恒定量的基础上促使天然气外输效率得到有效稳定。
二、压缩机控制系统
燃气轮机压缩机设备具有独立性特点,控制系统也呈独立性,在燃气轮机压缩机设备结构中有一个触摸屏的计算机,就是常说的现场上位机,具有人机可操控功能,可对燃气轮机压缩机的开关系统进行控制。在平台的中控室还有1个远程控制柜,上面也有1个触摸屏计算机和多个控制按钮,这个触摸屏计算机就是远程上位机,中控室操作员也可以在这里对机组进行操控。燃气轮机压缩机的操控方式分析燃气轮机压缩机的控制系统可以通过1个Modbus通信模块与平台的DCS进行通信。
DCS与燃气轮机压缩机控制系统进行通信的部件是Mod-bus串行接口模块,机组利用Modbus通信将部分关键参数数据发送给DCS,方便中控室操作员在监控平台生产过程的同时对机组的关键参数进行监视。平台在设计初期的思路是:只有在机组上位机对机组的详细参数进行检查和确认的情况才允许操控机组,所以没有设计DCS通过Modbus通信对机组关键参数进行操控的功能,只设计了对机组部分参数进行显示的功能。
平台DCS上位机可以通过以太网交换机连接平台路由器,通过卫星通信系统的专用信道与终端路由器进行通信,再通过以太网交换机与终端DCS上位机通信,形成了平台与终端DCS上位机的局域网结构。平台DCS上位机的操作系统开通了“允许用户远程连接到此计算机”功能时,操作员可以在终端以“远程桌面连接”的方式远程登录平台DCS上位机对平台的生产进行操控。
三、解决方案
1.设计思路
为了解决避台期间对燃气轮机压缩机的操控问题,可以在DCS中增加数据链接,实现DCS对机组关键参数的操控。事实上机组的关键参数是防喘阀的开度和燃气轮机的NGP转速(压气机转速),防喘阀是以调节回流量的方式调节压缩机的外输量,而燃气轮机的NGP转速是通过直接影响压缩机的转速来调整外输量。
2.实施方案
(1)在DCS相应串行接口模块中增加“OUTPUT”类型的16位浮点数数据包,实现DCS对燃气轮机压缩机的数据输出功能。新增的数据包名称为:“CEP-C1-40201-6”。
(2)在DCS中编辑新增控制模块,使这些控制模块可以控制燃气轮机压缩机的关键参数。
(3)在DCS上位机制作燃气轮机压缩机关键参数的操控人机界面,让操作员可以在DCS上位机操控机组的关键参数。以燃气轮机压缩机“A”机组的NGP转速设定为例,说明整个方案的实施过程。在显示“BUTTON”标识的输入框中选择“BUTTON”或“NUMBER”可以选择NGP转速的设定方式。
参数“INC”是布尔量参数,由“增加按钮”的数据链接过来,按钮按下是为“1”,在人机界面中将按钮属性中“Behavior”的“ENABLED”选项定义成參数“SWITCH”的值为“0”时使能,为“1”时无效,即选择了“NUMBER”的输入方式时按钮无效。选择了“BUTTON”的输入方式时,每按1次“增加按钮”,“OUTPUT”参数的值就会在原值的基础上增加0.1%,然后给“增加按钮”按钮复位。
同理,参数“DEC”是布尔量参数,由“减少按钮”的数据链接过来,每按一次“减少按钮”,“OUTPUT”参数的值就会在原值的基础上减少0.1%。当参数“SWITCH”的值为“1”时,就会将“INPUT”参数的值赋值给“OUTPUT”参数,也就是将人机界面“INPUT”输入框的浮点数数值赋值给“OUTPUT”参数。同时由于前面人机界面画面中的组态已经将这个状态下的按钮设定为失效,也就实现了由按钮输入方式到浮点数输入方式的切换。
参考文献:
[1]邓增利,冯在棠,熊荣雷,等.燃气轮机压缩机的操控方式分析[J].电气时代,2013(12):113-115.
[2]宋昕海,蔡宪和.燃气轮机作为天然气液化工厂制冷压缩机驱动设备的评述[J].化学工程与装备,2012(1):122-123.