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新型体系在回环空压机里的践行

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-12-22 15:39:42 来源: 作者:用户88760    浏览次数:5    
摘要

HydroCOM系统的单元部件及控制过程HydroCOM在实际运行中操作方便,但它却是由若干单元组成的较为复杂的系统,以二级压缩机为例,下图是一典型的HydroCOM配置结构图。 HydroCOM系统配置执行机构HA:执行器是一组通过卸荷器对气阀产生作用力的部件的总和,它由阀室、密封室及电子控制元器件装置室组成,阀室中是一个电磁阀和一复位弹簧驱动的二位三通阀,根据电磁阀的不同位置,执行器的活塞承受...

HydroCOM系统的单元部件及控制过程HydroCOM在实际运行中操作方便,但它却是由若干单元组成的较为复杂的系统,以二级压缩机为例,下图是一典型的HydroCOM配置结构图。

HydroCOM系统配置执行机构HA:执行器是一组通过卸荷器对气阀产生作用力的部件的总和,它由阀室、密封室及电子控制元器件装置室组成,阀室中是一个电磁阀和一复位弹簧驱动的二位三通阀,根据电磁阀的不同位置,执行器的活塞承受从液压装置中传递来的压力或大气压力,内置的小活塞通过密封室的顶杆驱动卸荷器。HA的电子元件安置在电子室中,这些元件控制着电磁阀、检测液压压力和进气阀阀腔的温度,每一个执行器都配有微程序处理器,通过特定的程序,由微程序处理器来实现驱动、检测和通讯的功能,在密封室内还安置有一个温度感应器,检测点靠近进气阀,测量到的温度值可输送到各类状态监测装置,从而为进气阀的受控状态提供分析、纠正的依据。为保护装置室中的运动部件,防止密封部件因高冲击应力而损坏,在HA中安置了一个两级节流装置:启动旁路腔和一个孔板,旁路腔在关闭操作的瞬时被充满,当液压流体流经孔板时,会产生一个高压,使阀片在撞击阀座前得以缓冲。

液压装置HU:HU实际上是一个液压油站,通过泵的作用把液压油的压力从大气压提升到所需要的压力,向HA提供高压液压油以打开进气阀。

上止点传感器TDC:在HydroCOM系统中,TDC传递活塞在气缸中的即时位置,HydroCOM根据TDC传递的信号计算气阀动作的时间。

压缩机接口装置CIU:CIU起到联接HydroCOM系统和DCS的作用,每一级的控制输出信号被转化成作用于进气阀的起与闭的信号,由HA反馈的阀腔温度也通过CIU传递到DCS上,TDC将曲轴转角脉冲信号同时传递给CIU以确定气阀动作的时间,外部电源EPS向HA的电磁阀和电子元件部分提供48V直流电源,隔离放大器IA实现把TDC的信号放大后传递到CIU上,测量模块TIM把现场测得排气阀温度、压力等附加数据传递到DCS上。服务器单元SU包含一台IBM兼容机和基于WINDOWS平台的各种服务软件,用于对系统的分析及对CIU的组态功能,一旦系统出现故障,SU可建立有关CIU的详细出错分析说明。

控制方案:压缩机的每一级都配置一个比例积分控制器,**级根据工艺变量进行控制,**级控制器的输出主要运行于**级,各级级间压力可被选择成后面各级的控制变量,传递到CIU中被转化成4-20mA的电流控制信号,TDC把气缸中活塞的实际位置信息传递给CIU,CIU控制信号转换成精确的进气阀开启关闭的实际时间,这样,对操作人员而言,压缩机的排气量只是一个简单的模拟控制变量,通过数字控制技术,只须在曲轴的2至3个回转中,HydroCOM系统就能完成对进气阀启闭规律的重新设置,从而满足不同排气量的要求。

应用实例燕山石化公司炼油厂60万t/a连续重整装置氢气产量为30000m3/h左右,配备三台24600m3/h输送气量的往复压缩机,如果开一台压缩机气量无法全部送出,而开两台机气量又不能满足两台压缩机的处理量,为了保证两台压缩机正常平稳运行,通过级间回流调节,利用超弛和分程控制系统优化稳定压缩机的各级压力,系统将富余的压缩终了气体通过旁通调节阀(PV2016、PV2038)回流到进气总管,如所示:改造前控制方案这样虽然可以达到调节控制的要求,但控制系统复杂、操作难度较大,在压缩机进行切换时,系统压力波动很大,更重要的是造成了能源(电能)的极大的浪费。为了解决以上问题,我们在2005年7月增上了一套HydroCOM气量无级调节系统,在控制方案选择时,我们要求HydroCOM系统能够作到:1.在一台常开机组上装备一套HydroCOM系统,实现0-100%的无级调节,另两台互为备机,100%满负荷运行;2.HydroCOM系统的主控变量为机组的总入口压力,辅控变量为二级总入口压力,这两个压力也是连续重整再接触系统严格控制的压力点;3.HydroCOM系统与原有的超驰控制系统互不干涉,HydroCOM系统的功能是维持机组的一、二级总入口的压力稳定,具体压力设定值根据工艺的需要,HydroCOM系统应优先获得控制权,当HydroCOM系统出现故障时,HydroCOM系统自动切除,机组满负荷运行,系统控制由原超驰和分程控制系统来控制;4.为方便操作HydroCOM系统应具有手动、自动操作及系统切除功能,系统的逻辑控制功能通过现有DCS系统中的编程组态实现。

基于以上要求,我们对原控制系统作了适当改动,如所示:改造后控制方案旁路控制阀PV2016、PV2038仍然起流量调节和压力平衡作用,只是HydroCOM系统优先调节,即利用调节压缩机的负荷来控制再接触系统的压力,在HydroCOM系统切除时,再接触系统的压力和流量仍由原超弛和分程控制来控制。HydroCOM系统投入运行以来,运行平稳,从整套系统的使用情况来看,通过液压机构及信号控制系统可以实现对压缩机负荷(排气量)在0-100%之间的手、自动控制和调节,调节压缩机的流量简化到仅需输入期望的负荷或设定压力值,系统即自动跟踪进行工作,系统可以使压缩机的整个控制系统更趋合理,能够实现压缩机的平稳加载,在和另外两台压缩机进行切换时对系统的波动影响比较小,压缩机在起动时真正做到了零负荷开车,对再接触系统和电网的影响都比较小,各项状态参数更稳定,同时也有效降低了氨冷冻系统的负荷,这也是对现有超弛控制系统的有益补充。

另外,HydroCOM系统投用以来,取得了很高的经济效益,如所示,按装置目前的处理量70t/h计,压缩机负荷在50%就能满足工艺要求,每年按8000h计算,则一年在电能上就节省350万元左右,经济效益十分明显。

 
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