和利時(shí)透平壓縮機(jī)系統(tǒng)-T880系統(tǒng)-內(nèi)

1、透平壓縮機(jī)綜合控制系統(tǒng) （T810/T880）,裝備市場：鄧榮輝,ITCC概述 T810/T880系統(tǒng)介紹 T810/T880對(duì)手介紹 市場定位,ITCC概述,Integrated Turbine Compressor Control system -ITCC壓縮機(jī)/透平綜合控制系統(tǒng)將壓縮機(jī)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(hù)集中在一起，方便控制，管理。,透平壓縮機(jī)概述,透平壓縮機(jī)的分類 透平式壓縮機(jī)是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它利用葉片和氣體的相互作用，提高氣體的壓力和動(dòng)能，并利用相繼的通流元件使氣體減速，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣摺Ｒ话阃钙绞綁嚎s機(jī)可以進(jìn)行如下分類 a按氣體主要運(yùn)動(dòng)方

2、向分： 離心式氣體在壓縮機(jī)內(nèi)大致徑向流動(dòng) 軸流式氣體在壓縮機(jī)內(nèi)大致沿平行于軸線方向流動(dòng) 軸流離心組合式有時(shí)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(jī),透平壓縮機(jī)概述,b按排氣壓力PD分： 通風(fēng)機(jī)：Pd1.42*104N/M2（表壓） 鼓風(fēng)機(jī)：Pd=1.42*1042.45*105N/m2 壓縮機(jī)：Pd2.45*105N/m2,透平壓縮機(jī)概述,c/按用途和被處理的介質(zhì)命名 如：化工透平式壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)、高爐鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、氮?dú)浜铣蓺鈮嚎s機(jī)的,離心式和軸流式壓縮機(jī)相比各優(yōu)缺點(diǎn),軸流式壓縮機(jī)具有效率高（設(shè)計(jì)工況下絕熱效率可比離心式高出5%10%）、

3、流量大等優(yōu)點(diǎn)，但排氣壓力不高，穩(wěn)定工作范圍窄，對(duì)工質(zhì)中的雜質(zhì)敏感，葉片易受磨損； 離心式壓縮機(jī)側(cè)不同，除效率比軸流式壓縮機(jī)低下，可以達(dá)到很高的排氣壓力，允許輸送較小的流量。,壓縮機(jī)廠商,國內(nèi) 沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)（沈鼓）、陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)（陜鼓） 國外 GE、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,軸流壓縮機(jī),T810/T880應(yīng)用領(lǐng)域,冶金行業(yè)（鋼鐵）： 高爐鼓風(fēng)機(jī)、制氧廠（空分機(jī)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(jī)、循環(huán)氣壓縮機(jī)、冷激氣壓縮機(jī)、氨冷凍壓縮機(jī)、丙烯壓

4、縮機(jī) 化肥行業(yè)： 合成氣壓縮機(jī)、CO2壓縮機(jī),HOLLYSYS（CCS）系統(tǒng)介紹,和利時(shí)公司涉足裝備制造業(yè)十余年，擁有T810、T880、T80 等多種透平壓縮機(jī)控制專利產(chǎn)品；并培養(yǎng)了一支集方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套、軟件組態(tài)、現(xiàn)場調(diào)試、用戶培訓(xùn)和售后服務(wù)為一體的近百人的裝備業(yè)工程服務(wù)隊(duì)伍。,舊的分散控制系統(tǒng),Hollysys T880 (ITCC),T880系統(tǒng)（CCS）架構(gòu)圖,快速任務(wù)與慢速任務(wù)在不同的CPU內(nèi)運(yùn)行，保證快速任務(wù)的實(shí)時(shí)性,快速回路控制速度快，典型應(yīng)用控制周期20mS,通用DCS結(jié)構(gòu)，通訊功能強(qiáng)大，支持遠(yuǎn)程IO,根據(jù)壓縮機(jī)控制系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)特征設(shè)計(jì)專用控制模塊，進(jìn)行壓縮機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵回路設(shè)計(jì),

5、整個(gè)系統(tǒng)冗余配置，關(guān)鍵回路3冗余配置,保護(hù)與控制獨(dú)立，提高系統(tǒng)安全性,IO采集速度快，數(shù)據(jù)更新時(shí)間2mS,T880系統(tǒng)配置簡圖,T880系統(tǒng)圖片,CCS系統(tǒng)控制目標(biāo),控制系統(tǒng)應(yīng)保證透平和壓縮機(jī)在安全條件下運(yùn)行，并能提供持續(xù)的喘振防護(hù) 喘振防護(hù)功能在保證安全的同時(shí)，盡量不引起工藝的波動(dòng)，不帶來能源的浪費(fèi) 控制系統(tǒng)應(yīng)保證透平/壓縮機(jī)組在非計(jì)劃停機(jī)期間不發(fā)生誤停機(jī) 最大程度提高機(jī)組運(yùn)行效率 ITCC機(jī)組控制系統(tǒng)必須是整個(gè)裝置控制系統(tǒng)的一部分，ITCC必須能夠方便地實(shí)現(xiàn)與DCS和其他控制設(shè)備進(jìn)行通訊 壓縮機(jī)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(shí)間用于工藝生產(chǎn)。并備有容錯(cuò)功能(對(duì)誤操作可自動(dòng)

6、保護(hù))，協(xié)助操作員順利開車,CCS系統(tǒng)功能介紹,透平壓縮機(jī)控制功能可分為： 透平轉(zhuǎn)速控制（SIC） 壓縮機(jī)性能控制（PIC） 壓縮機(jī)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。,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(hù)功能。 臨界轉(zhuǎn)速控制。 自動(dòng)升速曲線 自動(dòng)暖機(jī)、自動(dòng)升速。 透平試驗(yàn)，及轉(zhuǎn)速控制仿真功能。,透平轉(zhuǎn)速控制（SIC）,壓縮機(jī)性能控制（PIC）,定風(fēng)量控制：把風(fēng)機(jī)的 送風(fēng)流量作為測量值， 控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速從而 達(dá)到滿足工藝需要的送 風(fēng)流量。 定風(fēng)壓控制：把風(fēng)機(jī)的 排氣壓力作為測

7、量值， 通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速， 從而達(dá)到滿足工藝需要 的壓力。 靜葉控制：對(duì)于全靜葉 可調(diào)軸流壓縮機(jī)，可通 過靜葉定位串級(jí)調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，改變靜葉角度，實(shí) 現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)流量，或壓力 的自動(dòng)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(jī)上的其他工藝 參數(shù)控制,壓縮機(jī)喘振控制（UIC）,喘振是壓縮機(jī)固有的一種特性，是壓縮機(jī)與管道耦合后的振蕩現(xiàn)象。它反映在當(dāng)壓縮機(jī)的流量減少到某一數(shù)值時(shí)，壓縮機(jī)出現(xiàn)的極不穩(wěn)定工況，它引起機(jī)組的劇烈震動(dòng)，從而造成葉輪的斷裂，壓縮機(jī)密封損壞的可能。喘振過程如下圖： D工作點(diǎn)在性能上移動(dòng) E工作點(diǎn)接近喘振極限 A工作點(diǎn)進(jìn)入喘振區(qū) B工作點(diǎn)流向逆轉(zhuǎn)，出口 壓力急劇下降 C工作點(diǎn)重

8、新建立流動(dòng)壓降 A工作點(diǎn)壓縮機(jī)恢復(fù)流量與壓力 A-B-C-A循環(huán)反復(fù)稱為一個(gè)喘振周期，喘振周期大概0.5-3s時(shí)間。,防喘控制策略,各種控制線： 喘振極限線SLL（Surge Limit Line）: 壓縮機(jī)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(gè)喘振 極限點(diǎn)，所有這些點(diǎn)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(gè)可變 的安全裕量，這樣就可以在操作點(diǎn)到 達(dá)喘振極限線之前開始動(dòng)作，增加壓 縮機(jī)的流量。 階梯響應(yīng)線SRL(Step Response Line): SRL

9、 規(guī)定一個(gè)操作極限，如果操作點(diǎn)超 過這個(gè)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(xiǎn)線SOL(Safety On Line): SOL 定義一個(gè)操作極限，如果操作點(diǎn)超 過這個(gè)極限，則表明壓縮機(jī)已經(jīng)正在發(fā) 生喘振，安全保險(xiǎn)響應(yīng)將增加喘振控制 線的裕度,迅速制止喘振。,防喘控制策略,防喘振控制功能： PID控制功能： 當(dāng)操作點(diǎn)越過喘振控制線 SCL時(shí)，PID控制器將打 開防喘閥。對(duì)于較小的擾 動(dòng)，PID控制能提供足夠 的保護(hù)。 自適應(yīng)增益功能： 當(dāng)操作點(diǎn)快速向SCL移動(dòng) 時(shí)，自適應(yīng)的增益將SCL 向操作點(diǎn)移動(dòng)，使PI控制 器盡早做出響應(yīng)。 階梯響應(yīng)功

10、能： 對(duì)于一個(gè)較大較快的擾動(dòng)， 操作點(diǎn)瞬間越過了SCL 左 邊的SRL， 則階梯響應(yīng)會(huì) 快速疊加一個(gè)階躍信號(hào)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。,防喘控制策略,安全保險(xiǎn)響應(yīng)功能： 因意外情況，如：組態(tài)錯(cuò) 誤、過程變化、工藝過程 嚴(yán)重波動(dòng)，使壓縮機(jī)的操 作點(diǎn)越過SLL線和SOL 線 而發(fā)生喘振，則安全保險(xiǎn) 響應(yīng)就會(huì)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(gè)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(dòng)、半自 動(dòng)、自動(dòng)三種控制模式， 滿足不同工況下的控制需 求。在半自動(dòng)方式下，防 喘控制指令為手動(dòng)、自動(dòng) 的高選

11、值，三種控制方式 無擾切換。,自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD）,啟動(dòng)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(dòng)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(jī)； 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(dòng)條件： 如進(jìn)出口閥的打開或關(guān)閉。,自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD）,停車聯(lián)鎖： 軸位移過高 軸振動(dòng)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(hù)聯(lián)鎖,輔助控制,解耦控制： 對(duì)于有性能控制的機(jī)組，通常會(huì)通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的速

12、度或入口調(diào)節(jié)閥的開度來滿足工藝要求。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)入喘振調(diào)節(jié)時(shí)，有時(shí)性能控制會(huì)同時(shí)要求減小流量（如性能控制變量為入口壓力時(shí)），兩個(gè)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(jī)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(duì)方的控制響應(yīng)中去，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制回路協(xié)調(diào)動(dòng)作，迅速穩(wěn)定系統(tǒng)。,輔助控制,閥門流量型線修正： 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(duì)透平調(diào)節(jié)閥、 主防喘閥、副防喘閥 流量型線進(jìn)行修正， 提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。,輔助控制,潤滑油泵及加熱器控制 動(dòng)力油泵及加熱器控制 順序控制：各種油泵、電機(jī)的啟動(dòng)操作 軸系參數(shù)監(jiān)視 盤

13、車控制 電動(dòng)送風(fēng)閥控制 汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)檢測 汽輪機(jī)冷凝液位控制,輔助控制,業(yè)績,T810/T880競爭對(duì)手,北京康吉森自動(dòng)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）,康吉森TS3000,國內(nèi)市場占有率高，工程經(jīng)驗(yàn)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(qiáng)大，一體化方便。,全面從安全角度設(shè)計(jì)的系統(tǒng)部件，部分板卡通過SIL3認(rèn)證,主控采用3-2-1-0高可用率的降級(jí)方式,部分模塊具有SIL3認(rèn)證，可做ESD,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，配置方便,HIMA+CCC,通過多任務(wù)操作系統(tǒng)，將快速任務(wù)與慢速任務(wù)分開運(yùn)行，一定程度上保證快速任務(wù)的實(shí)時(shí)性,快速回路控制速度快，典型應(yīng)用運(yùn)行周期不大于10mS,慢速回路可通過ProfiBus DP擴(kuò)展遠(yuǎn)程IO，遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)規(guī)模最多可達(dá)1000點(diǎn),快速回路通過本地快速綜合IO卡采集，最快采集速率可達(dá)2mS,根據(jù)壓縮機(jī)控