和利時透平壓縮機系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)

1、和利時透平壓縮機系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)第1頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二ITCC概述T810/T880系統(tǒng)介紹T810/T880對手介紹市場定位第2頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二ITCC概述Integrated Turbine Compressor Control system -ITCC壓縮機/透平綜合控制系統(tǒng)將壓縮機的壓力、流量、防喘振控制，透平調(diào)速，透平轉(zhuǎn)速超調(diào)保護集中在一起，方便控制，管理。 第3頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二透平壓縮機概述透平壓縮機的分類 透平式壓縮機是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機械，它利用葉片和氣體的相互作用，提

2、高氣體的壓力和動能，并利用相繼的通流元件使氣體減速，將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣?。一般透平式壓縮機可以進行如下分類a按氣體主要運動方向分： 離心式氣體在壓縮機內(nèi)大致徑向流動 軸流式氣體在壓縮機內(nèi)大致沿平行于軸線方向流動 軸流離心組合式有時在軸流式的高壓段配以離心式段，形成軸流、離心組合式壓縮機第4頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二透平壓縮機概述b按排氣壓力PD分： 通風機：Pd1.42*104N/M2（表壓） 鼓風機：Pd=1.42*1042.45*105N/m2 壓縮機：Pd2.45*105N/m2第5頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二透平壓縮機概述c/

3、按用途和被處理的介質(zhì)命名 如：化工透平式壓縮機、制冷壓縮機、高爐鼓風機、空氣壓縮機、二氧化碳壓縮機、天然氣壓縮機、氮氫合成氣壓縮機的第6頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二離心式和軸流式壓縮機相比各優(yōu)缺點 軸流式壓縮機具有效率高（設(shè)計工況下絕熱效率可比離心式高出5%10%）、流量大等優(yōu)點，但排氣壓力不高，穩(wěn)定工作范圍窄，對工質(zhì)中的雜質(zhì)敏感，葉片易受磨損； 離心式壓縮機側(cè)不同，除效率比軸流式壓縮機低下，可以達到很高的排氣壓力，允許輸送較小的流量。第7頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二壓縮機廠商國內(nèi) 沈陽鼓風機集團（沈鼓）、陜西鼓風機集團（陜鼓）國外 GE

4、、西門子、三井、埃雷奧特、曼透平空分廠家 國內(nèi)：杭氧、川空、中國空分、開空 國外：法液空、林德第8頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二軸流壓縮機第9頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二T810/T880應用領(lǐng)域冶金行業(yè)（鋼鐵）： 高爐鼓風機、制氧廠（空分機組）石油化工行業(yè)：煉油裝置、乙烯裝置、合成氨裝置、尿素裝置和天然氣裝置煤化工行業(yè)（甲醇、尿素）：合成氣壓縮機、循環(huán)氣壓縮機、冷激氣壓縮機、氨冷凍壓縮機、丙烯壓縮機化肥行業(yè)：合成氣壓縮機、CO2壓縮機 第10頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二HOLLYSYS（CCS）系統(tǒng)介紹和利時公

5、司涉足裝備制造業(yè)十余年，擁有T810、T880、T80 等多種透平壓縮機控制專利產(chǎn)品；并培養(yǎng)了一支集方案設(shè)計、系統(tǒng)成套、軟件組態(tài)、現(xiàn)場調(diào)試、用戶培訓和售后服務為一體的近百人的裝備業(yè)工程服務隊伍。第11頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二舊的分散控制系統(tǒng)第12頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二Hollysys T880 (ITCC)第13頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二T880系統(tǒng)（CCS）架構(gòu)圖快速任務與慢速任務在不同的CPU內(nèi)運行，保證快速任務的實時性快速回路控制速度快，典型應用控制周期20mS通用DCS結(jié)構(gòu)，通訊功能強大，支

6、持遠程IO根據(jù)壓縮機控制系統(tǒng)點數(shù)特征設(shè)計專用控制模塊，進行壓縮機系統(tǒng)關(guān)鍵回路設(shè)計整個系統(tǒng)冗余配置，關(guān)鍵回路3冗余配置保護與控制獨立，提高系統(tǒng)安全性IO采集速度快，數(shù)據(jù)更新時間2mS第14頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二T880系統(tǒng)配置簡圖 第15頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二T880系統(tǒng)圖片第16頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二CCS系統(tǒng)控制目標 控制系統(tǒng)應保證透平和壓縮機在安全條件下運行，并能提供持續(xù)的喘振防護 喘振防護功能在保證安全的同時，盡量不引起工藝的波動，不帶來能源的浪費 控制系統(tǒng)應保證透平/壓縮機組在非計劃停

7、機期間不發(fā)生誤停機 最大程度提高機組運行效率 ITCC機組控制系統(tǒng)必須是整個裝置控制系統(tǒng)的一部分，ITCC必須能夠方便地實現(xiàn)與DCS和其他控制設(shè)備進行通訊壓縮機控制必須執(zhí)行所有日常工作，以便給操作員提供更多的時間用于工藝生產(chǎn)。并備有容錯功能(對誤操作可自動保護)，協(xié)助操作員順利開車第17頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二CCS系統(tǒng)功能介紹透平壓縮機控制功能可分為： 透平轉(zhuǎn)速控制（SIC） 壓縮機性能控制（PIC） 壓縮機喘振控制（UIC） 自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD） 輔助控制（如：工藝參數(shù)監(jiān)視、順序控制、耦合控制）等。第18頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分

8、，星期二透平轉(zhuǎn)速控制（SIC）精確的轉(zhuǎn)速測量，測量精度0.01%。三冗余測速模塊，具備超速保護功能。臨界轉(zhuǎn)速控制。自動升速曲線自動暖機、自動升速。透平試驗，及轉(zhuǎn)速控制仿真功能。第19頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二透平轉(zhuǎn)速控制（SIC）第20頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二壓縮機性能控制（PIC） 定風量控制：把風機的 送風流量作為測量值， 控制汽輪機的轉(zhuǎn)速從而 達到滿足工藝需要的送 風流量。定風壓控制：把風機的 排氣壓力作為測量值， 通過調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速， 從而達到滿足工藝需要 的壓力。靜葉控制：對于全靜葉 可調(diào)軸流壓縮機，可通 過靜葉定位串級調(diào)

9、節(jié)系 統(tǒng)，改變靜葉角度，實 現(xiàn)對風機流量，或壓力 的自動調(diào)節(jié)。冷凝器液位控制蒸汽密封系統(tǒng)控制工藝和輔機上的其他工藝 參數(shù)控制 第21頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二壓縮機喘振控制（UIC）喘振是壓縮機固有的一種特性，是壓縮機與管道耦合后的振蕩現(xiàn)象。它反映在當壓縮機的流量減少到某一數(shù)值時，壓縮機出現(xiàn)的極不穩(wěn)定工況，它引起機組的劇烈震動，從而造成葉輪的斷裂，壓縮機密封損壞的可能。喘振過程如下圖：D工作點在性能上移動E工作點接近喘振極限A工作點進入喘振區(qū)B工作點流向逆轉(zhuǎn)，出口 壓力急劇下降C工作點重新建立流動壓降A(chǔ)工作點壓縮機恢復流量與壓力A-B-C-A循環(huán)反復稱為一個喘振周

10、期，喘振周期大概0.5-3s時間。 第22頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二防喘控制策略各種控制線：喘振極限線SLL（Surge Limit Line）: 壓縮機在不同的工況下有不同的性能 曲線，每一條性能曲線都有一個喘振 極限點，所有這些點構(gòu)成了一條喘振 極限線SLL。喘振控制線SCL(Surge Control Line): 為防止喘振發(fā)生，防喘振控制算法在 喘振極限線SLL 右邊設(shè)置了一個可變 的安全裕量，這樣就可以在操作點到 達喘振極限線之前開始動作，增加壓 縮機的流量。階梯響應線SRL(Step Response Line): SRL 規(guī)定一個操作極限，如果操作

11、點超 過這個極限，防喘控制算法將快速打開 防喘振控制閥。SRL 位于SCL 與SLL 之 間。安全保險線SOL(Safety On Line): SOL 定義一個操作極限，如果操作點超 過這個極限，則表明壓縮機已經(jīng)正在發(fā) 生喘振，安全保險響應將增加喘振控制 線的裕度,迅速制止喘振。第23頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二防喘控制策略防喘振控制功能：PID控制功能： 當操作點越過喘振控制線 SCL時，PID控制器將打 開防喘閥。對于較小的擾 動，PID控制能提供足夠 的保護。自適應增益功能： 當操作點快速向SCL移動 時，自適應的增益將SCL 向操作點移動，使PI控制 器盡

12、早做出響應。階梯響應功能： 對于一個較大較快的擾動， 操作點瞬間越過了SCL 左 邊的SRL， 則階梯響應會 快速疊加一個階躍信號到PI 控制器，迅速打開防喘振閥， 以增加足夠的流量來防止喘振。第24頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二防喘控制策略安全保險響應功能： 因意外情況，如：組態(tài)錯 誤、過程變化、工藝過程 嚴重波動，使壓縮機的操 作點越過SLL線和SOL 線 而發(fā)生喘振，則安全保險 響應就會重新規(guī)定喘振控 制裕度，使喘振控制線右 移，增加SCL 與SLL 之間 的距離，在一個喘振周期 內(nèi)將喘振止住。多種喘振控制模式： 喘振控制具備手動、半自 動、自動三種控制模式，

13、滿足不同工況下的控制需 求。在半自動方式下，防 喘控制指令為手動、自動 的高選值，三種控制方式 無擾切換。第25頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD）啟動聯(lián)鎖：存在任何停車條件；潤滑油壓力正常： 軸與軸瓦間建立足夠的油膜； 潤滑油溫度正常： 更好地建立油膜；調(diào)速油、動力油壓正常： 保證調(diào)速系統(tǒng)正常工作；油槽油位正常： 保證足夠的潤滑油、調(diào)速油等；盤車停止： 脫開盤車電機；防喘振閥全開： 避免開車過程中出現(xiàn)喘振。其它工藝系統(tǒng)的啟動條件： 如進出口閥的打開或關(guān)閉。第26頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD）停車

14、聯(lián)鎖：軸位移過高軸振動過高轉(zhuǎn)速過高潤滑油壓力低 調(diào)速油壓力低軸瓦溫度過高密封系統(tǒng)聯(lián)鎖逆流保護聯(lián)鎖 第27頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二輔助控制解耦控制： 對于有性能控制的機組，通常會通過調(diào)節(jié)壓縮機的速度或入口調(diào)節(jié)閥的開度來滿足工藝要求。當壓縮機進入喘振調(diào)節(jié)時，有時性能控制會同時要求減小流量（如性能控制變量為入口壓力時），兩個控制回路是互相反作用的，從而造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使機組更加接近喘振。解耦功能將性能控制和喘振控制各自的輸出加權(quán)到對方的控制響應中去，從而實現(xiàn)兩個控制回路協(xié)調(diào)動作，迅速穩(wěn)定系統(tǒng)。第28頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二輔助控制閥門

15、流量型線修正： 閥門流量的非線性大 大影響轉(zhuǎn)速控制、防 喘控制的線性，及精 度；通過邏輯組態(tài)， 可以對透平調(diào)節(jié)閥、 主防喘閥、副防喘閥 流量型線進行修正， 提高機組運行穩(wěn)定性。第29頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二輔助控制潤滑油泵及加熱器控制動力油泵及加熱器控制順序控制：各種油泵、電機的啟動操作軸系參數(shù)監(jiān)視盤車控制電動送風閥控制汽輪機運行參數(shù)檢測汽輪機冷凝液位控制第30頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二輔助控制第31頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二業(yè)績第32頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二T810/T

16、880競爭對手北京康吉森自動化設(shè)備技術(shù)有限公司上海黑馬控制系統(tǒng)有限公司（黑馬+CCC）羅克韋爾（ICS）西門子PLC（400+300）第33頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二康吉森TS3000國內(nèi)市場占有率高，工程經(jīng)驗多采用3冗余的單卡硬件結(jié)構(gòu)，硬件模塊可熱備冗余配置通訊可冗余配置，通訊功能強大，一體化方便。全面從安全角度設(shè)計的系統(tǒng)部件，部分板卡通過SIL3認證主控采用3-2-1-0高可用率的降級方式部分模塊具有SIL3認證，可做ESD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，配置方便第34頁，共37頁，2022年，5月20日，8點46分，星期二HIMA+CCC通過多任務操作系統(tǒng)，將快速任務與慢速任務分開運行，一定程度上保證快速任務的實時性快速回路控制速度快，典型應用運行周期不大于10mS慢速回路可通過ProfiBus DP擴展遠程IO，遠程IO系統(tǒng)規(guī)模最多可達1000點快速回路通過本地快速綜合IO卡采集，最快采集速率可達2mS根據(jù)壓縮機控制系統(tǒng)點數(shù)特征設(shè)計快速綜合IO卡，進行