压缩机基础控制与石化装置机组应用.pptxVIP

压缩机组基础控制与石化基础装置

压缩机组的控制应用

李明进2021年4月13日

大型压缩机组的控制大型压缩机组（工艺压缩机和原动机）的控制大型压缩机组特指：各类离心式和轴流式压缩机组，汽轮机和燃气轮机组成的机组设备

大型压缩机组的控制可分为以下三大类： -主机（与工艺有关的）控制： 控制压缩机组的工艺输出： 主控制变量可为出口压力、入口压力、出口质量。 -原动机的控制：控制功率输出：定转速控制和变转速控制。 控制手段：通常为对单一参数的调整，如：调节机组转速、入口节流、出口节流、出口节流或旁路、抽汽压力等，控制算法相对简单。 -辅机（保持主机连续安全运行）控制：在参数超限时联锁停车。 油系统（润滑/密封/控制），采用干气密封时的密封系统。 工艺气及水汽系统（冷却，气液分离，冷凝） 轴系参数监测：轴振动/位移/轴瓦温度 超速保护。辅机控制动作对工艺过程不产生影响（联锁停车除外）大型压缩机组的控制

涡轮式压缩机组的防喘振控制防喘振控制既是保证机组连续安全运行的控制，同时控制动作又会影响机组的工艺参数高精度的防喘振控制是基于多种工艺参数进行运算后的控制动作在大型涡轮机组控制技术中占有特殊地位大型压缩机组的控制

离心式压缩机组与工艺有关的控制回路压缩机组工艺控制:乙烯装置的压缩机组工艺控制通常为入口压力控制，通常通过调整机组（驱动汽轮机）的转速实现压缩机本体的安全保护由防喘振控制，通过调整压缩机的回流阀实现。

离心式压缩机组与工艺有关的控制回路压缩机组工艺控制:乙烯装置的压缩机组工艺控制通常为入口压力控制，通常通过调整机组（驱动汽轮机）的转速实现压缩机本体的安全保护由防喘振控制，通过调整压缩机的回流阀实现。

防喘振控制的方式单参数控制：最低流量控制或最高压力控制（缺点：效率低下）

hr=Hp(ZRT)s其中:R=Ru/MWRt=Td/Ts温度比Rc=pd/ps压缩比Ru=通用气体常数R =特定气体常数MW=分子量Pd=出口压力ps=入口压力Zs=入口压缩系数s=多变压缩指数=Zs.Ru.TsMWRcs-1.s(ZRT)s=Rcs-1s 通过pd,ps,TdandTs变送器的测量值计算简化压头log(Rt)log(Rc)对多变压缩过程Rt=Rcs所以s=计算hr(简化压头)

qr2=Qs2(ZRT)s此处:R =Ru/分子量Ru =通用气体常数R =特定气体常数MW =分子量ps =入口K =节流元件常数Dpo,s =流量元件差压Ts =气体入口温度Zs =入口气体压缩系数 =K.Zs.Ru.TsMWDpo,s.ps(ZRT)s=Dpo,sps 通过入口压力和流量元件差压变送器的测量值计算qr2计算qr2(简化流量平方)

采用hr和qr2啮合的喘振线x=[Rcs-1/s]f3qr2循环气压缩机：启动工况（红色）,100%N2,MW=28,正常工况（蓝色）81.5%H2,MW=6.93以氢气循环氢压缩机启动工况和正常工况为例

实现机组精确控制的方法好的控制算法和控制系统，能够实时计算出机组运行点的位置，实现防喘振进而实现对压缩机（组）的高效控制。

在实际应用中，以上算法具有较大局限性：-在分子量变化大的应用中，现场仪表的精度限制需要采用不同的流量元件和配套的参数组才能实现精确的自动控制。同时需要切换相应的参数组才能实现精确的控制。-而在多段压缩（带中冷器）的应用中，如果需要使用此种算法，必须对压缩机的每一段的参数进行测量和计算，否则会得到错误的计算。-此五参数的数学模型在应用上受到很大限制。-需要更为简化的算法。

控制系统技术的进步使得压缩机控制更加直观

保证机组的长周期安全运行是最大的节能通过机组控制优化实现降耗及增效机组控制系统故障造成的误停车，会造成停产损失和再开车的能源物料浪费。一次非计划停车的损失可达上千万元。可靠稳定的控制系统，提供机组运行状态的动态分析，对提高安全生产水平、节能降耗有重要意义降耗和增效必须有可靠性的机组控制系统提供支持和保障机组设备需要满足优化控制的基本条件（如汽轮机调速/抽汽调节性能精确可靠，防喘振阀调节性能良好，机组运行状态良好等等）

对机组工艺过程实现自动、稳定控制 -要基于对工艺过程的深入理解对机组本体提供安全可靠的保护 -要具备稳定可靠的的硬件平台/测量元件/执行机构 -要有建立在安全风险评估基础上的高可用性机组的优化控制(如节能)只能建立在实现了安全/稳定生产的前提下才能实现.