TS-3000系统在轴流压缩机喘振控制中的应用（精）

经验交流

2006年第2期广东自动化与信息工程 29 TS-3000系统在轴流压缩机喘振控制中的应用 杨小锋

(中国石化股份有限公司广州分公司信息仪控一车间

摘要分析轴流压缩机喘振产生的原因及危害以广州石化为例介绍TRICONEX 公司TS-3000系统的轴

流压缩机防喘振控制技术 关键词 轴流压缩机 喘振 TS-3000 三重化 1引言

在炼油加工的生产过程中催化裂化装置是石油加工的重要装置具有较高的经济效益而为装置提供压缩空气的机组如同人心脏必须连续高速运转为确保机组的安全运行机组必须配置测量控制联锁等系统对机组进行实时的监测保护压缩机防喘振系统是机组控制保护极为重要的环节

2轴流压缩机的喘振 2. 1喘振的定义

喘振是指轴流压缩机运行过程中因系统负荷降低而使压缩机入口流量降低当入口流量降到一定程度时其气体排出量会出现强烈振荡从而引起机身出现剧烈振荡的现象它是轴流压缩机性能反常的运行状态下面简单介绍一下喘振产生的原因 2.2喘振产生的原因

在生产中, 轴流压缩机总是与管网一起联合工作图1为压缩机和管网联合工作性能曲线图中曲线I 是管网的压力线曲线ABC 为压缩机的特性线P 为管网压力Q 压缩机入口流量正常工作时机网在两曲线交点B 工作若管网阻力增加则管网曲线左移管网压力线从位置I 移到II 机网系统工作点向上移动压缩机工况向小流量偏移当流量减小到正常工作允许最小值时压缩机工作点移到C 点此时压缩机通道受阻堵塞使气流产生强烈脉动压缩机出口压力突然下降而管网中气体压力并不同时下降这时管网中压力大于压缩机出口压力气体倒流到压缩机压缩机工作点从C 经H 跳到D 点由于管网一方面向外排气一方面向压缩机倒流因

而压力从C 降到G 点压缩机压力也从D 降到E 点此时压力达到新平衡压缩机又建立起正常输气条件其工作点由E 跳到F 点由F 点突跃到原曲线ABC 此时压缩机的流量大于管网排出量于是压缩机背压上升机网的工作点又向C 点靠近到达C 点后倒流再次出现如此周而复始产生周期性气流脉动此现象被称为喘振

2.3喘振的危害及预防

由于喘振过程中气体在压缩机及管网之间产生周期性气流脉动使机体轴承振动幅度加大给机组带来很大危害可能引起引起静动部件损坏组叶片断裂叶片与内缸损坏等

喘振给安全生产带来很大威胁因此我们必须制定相应的方案加以防止目前防喘振控制系统主要方法是在压缩机出口设置旁路放空阀通过设定防喘振线对放空阀实施监控通过控制防喘振放空阀开度改变压缩机入口低流量状态防止喘振发生 由美国TRICONEX 公司生产的TS-3000是专业的压缩机控制保护系统它对于机组防喘振控制具备针对性强等特点

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图1压缩机和管网联合工作性能曲线

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3 TRICONEX 公司TS-3000系统防喘振控制技术

3. 1 TS-3000系统简单介绍

TS-3000系统是TRICONEX 公司研制的一套从主处理器到输入输出模件完全三重化的容错控制系统工作原理如图2所示每个I/O 模件内有3 个独立的分电路输入模件的每个分电路读入数据并送至各主处理器3 个主处理器利用其专有的高速三重化总线(TRIBus进行通信同时三重化总线输入数据进行表决对输出数据进行比较表决该系统集机组的透平调速控制防喘振控制性能控制负荷分配控制抽气控制自保联锁逻辑控制烟机控制发电机控制等功能为一体具有集成度和可靠性高维护性强等特点消除了分立系统的缺点为机组的长周期安全稳定运行提供了一定保障特别是机组的透平调速控制防喘振控制更有针对性和有效性

3.2 TS3000防喘振控制技术主要特点及功能

TS3000系统防喘振基本功能由13个功能模块构成具体情况如下

y 模块1选用算法有Pd/Ps-h/Ps及Dp-h 供选择其中Pd 为压缩机出口压力h 为压缩机入口流量Ps 为压缩机入口压力Dp 为压缩机出入口压差 y 模块2实现工作点位置检测即工作点离喘振控制线远近情况

y 模块3实现喘振安全域重新校验功能

即当喘振发生后该模块会自动调整安全域保证机组安全 y 模块4生成喘振控制线

y 模块5计算喘振控制器设定值喘振控制器根据工况选定设定值 y 模块6为喘振控制器是一个快速PID 控制器

y 模块7为比例功能模块当喘振发生时该模块强制打开回流阀保护机组 y 模块8为机组启动判断功能其确保启动时放空阀全开确保机组安全