浅谈离心式压缩机综合控制系统

作者/来源：泸天化股份公司电仪一 肖朝晖 何 谦 总裁办 马志勇 股份公司总经办 宁忠培   日期： 2005-12-16   点击率：732

1  前言    对汽轮机驱动的离心式压缩机来说，传统的做法是分别设置一套转速控制系统、一套压缩机性能控制系统和一套安全连锁系统，叫作分立控制系统。它们之间的控制完全独立，信息不能共享，这样就造成控制作用的相互干扰、相互制约，使压缩机的性能得不到充分的发挥，经济效益较差。随着科学技术的迅猛发展，特别是在微电子技术日新月异的今天，压缩机控制已集成在一个 DSP或PLC里来实现，这就是当今非常流行的压缩机综合控制系统ITCC，它是集汽轮机转速控制、离心式压缩机性能控制、压缩机防喘振控制、压缩机启动停止顺序控制、压缩机紧急停车连锁保护制(ESD)等多个系统于一体。     在当今世界的压缩机控制界已有多种ITCC综合控制系统产品，泸天化分别使用了美国通用公司基于GE－Funce 90 PLC的Unicos综合控制系统和德国ManTurbo公司的Turwin综合控制系统。这两套综合控制系统与美国压缩机控制公司(CCC公司)的5系列Vanguard综合控制系统和康吉森公司的Triconex压缩机综合控制系统相比，从生产实践中的应用与设计上来讲，这几种产品在防喘振控制策略上基本相同，各有特点。但在性能控制和防喘振控制耦合关系的处理上有着较大的区别，这就造成了这几种产品在性能上有较大差别。 2    防喘振控制耦合关系和性能控制 2.1  防喘振控制策略     在压缩机综合控制系统中，防喘振控制软件主要由4种控制策略构成。它们分别是喘振控制线(SCL)控制回路、工况OP点移动速率控制回路、快开阀线控制PAMP回路(开环控制)、喘振检测和退喘回路。图1是这几条控制线的相互关系图。 图1  压缩机的3条控制线与不同转速下的特性曲线 2.1.1  喘振控制线(SCL)控制回路     仿造喘振线设置一喘振控制线SCL，它相对于喘振线留有一定的安全裕度。SCL线与压缩机性能曲线的交点即为防喘振控制点。当运行工况OP点缓慢的移动，快到达喘振控制线时，控制器将开启回流阀(或放空阀)防止喘振的发生，通常这是个PID控制回路。 2.1.2  工况OP点移动速率控制回路     在喘振控制线SCL右侧，当工况OP点移动速率超过一定值时，虽然这时工况OP点还未到达喘振控制线，但防喘振控制器会预测到防喘振阀及管路回路延时较大，运行工况OP点将可能超过防喘振控制点的情况，即运行工况OP点移动速率控制回路将测出运行点的快速移动，在运行点到达喘振控制线之前，就向回流防喘振阀发出开启命令。在哪点给出命令开阀，决定于运行点移动速率和防喘振阀的响应时间，通常这也是一个PID控制回路。 2.1.3  快开阀线控制PAMP回路(开环控制)     这是一个开环控制回路，在喘振线SLL与喘振控制线SCL之间设有一条快开阀控制RAMP线，当喘振控制回路和运行工况OP点移动速率控制回路，仍未制止工况OP点继续向左移动时，一但工况OP点到达RAMP线时，控制器就向回流防喘振阀发出开启的阶跃信号，将阀开启一个预先设定好的开度，而后延时一段时间，以观察工况OP点的运行方向与状态。如果工况OP点还再向左移动，则再次发出一个阶跃信号开启回流防喘振阀，如果这时工况OP点不再往左移动，则控制器按喘振控制线PID回路缓慢关闭防喘振阀(见图2)。 图2  回流防喘阀的响应曲线 2.1.4  喘振监测与退喘     当以上措施都未能制止运行工况OP点向喘振区移动，而出现一次喘振时，通过喘振监测回路....