《精编》ITCC技术及应用研讨

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1、 ITCC技术及应用 美国TRI SEN公司 ITCC技术 压缩机组及其要求机组结构类型 离心压缩机组或轴流压缩机 一般由汽轮机驱动 控制的要求 机组工艺流程监控 汽轮机的监控 速度控制 超速保护 压缩机的监控 防喘振控制 节流控制 如果并联 负荷控制 干气密封控制 机组轴系监控 机组润滑油 控制油监控 机组联锁保护控制 机组辅助设备的监控 控制的目的 控制并保护压缩机组的长周期运行 什么是ITCC ITCC是 IntegratedTurbine CompressorControl 的英文缩写 翻译成中文即为综合透平压缩机组控制 它的意思是由一套安全过程控制系统来完成对整个机组 包括蒸汽透平

2、压缩机及辅助设备如油路系统 密封系统 冷凝系统等的控制 它既实现机组的控制 又为机组的长周期运行提供保障 传统的压缩机组控制模式 分散型 ITCC压缩机组控制模式 综合一体化型 ITCC的优势 ITCC对机组实现的是综合一体化的控制 系统的安全性与可靠性高 ITCC为专业化机组控制系统 具有专利性的机组控制软件包 提高机组的运行性能 ITCC灵活可变的规模将为系统的扩建提供极大便利并有效降低扩建成本 ITCC具有良好的人机界面将显示动态工作点 流程图 报警指示等内容 并将为操作人员提供更便利 准确的操作条件 ITCC是综合一体化的控制模式避免了分散型模式控制的不便因素 分散系统之间的连接与通讯

3、延迟造成的数据的阻塞 DEH技术 DEH技术 ITCC的优势 ITCC可降低 系统采购 成本ITCC可降低工程费用ITCC降低安装费用ITCC减少安装空间ITCC降低现场仪表费用ITCC减少维护时间及费用ITCC减少停车次数 提高企业效益 TRISEN提供的ITCC TS3000 TS2000系统是基于TRISENTMR硬件平台的综合透平压缩机一体化控制的安全控制系统 TS2000与其他机组控制方案的比较 ITCC控制 关键控制回路 压缩机防喘振控制压缩机机组速度控制机组性能控制机组联锁保护 安全控制系统 超速保护 什么是喘振 如何防喘振 喘振 它是压缩机的一种固有的特性 它反映在当压缩机的流

4、量减少到某一数值时 压缩机出现的极不稳定现象 它会引起机组的剧烈震动 从而造成叶轮的断裂 压缩机密封的损坏的可能 喘振周期的时间 工作点从稳定到激增小于50毫秒一个完整的喘振周期大概从0 5至3秒时间 这取决于压缩机的大小 也会受到管网的影响 喘振控制的策略 喘振控制的策略 续一 喘振控制的策略 续三 策略六 可对喘振曲线进行检测 并进行相应调整 策略七 具有SOE功能 准确分析事件原因 策略八 可实行手段 半自动或全自动操作 汽轮机速度控制策略 ITCC具有精确的速度测量 专门的测速模块 测量精度达到0 01 平稳越过临界速度控制可实现多段暖机对测速探头及测速值进行筛选判断 汽轮机速度控制策

5、略 1 调节阀开度限制2 功率限制3 超速保护控制 OPC 4 DEH中的超速保护 2 3 5 三取二的超速保护 外设 6 加速度限制保护 汽轮机速度控制回路输出实行PID控制 速度的设定点 目标点都将转换到至升速曲线上 汽轮机升速将按照预定的升速速率升速 采用较快的升速速率平稳越过临界转速区 无论在任何一种操作状态下 PID控制包含 机组性能控制抽汽控制PID参数可在线设定与修改 人机接口功能 1 操作员站2 工程师站3 SOE站4 辅助操作台 通讯功能蒸汽透平的PID控制 汽轮机控制方式 完全的全自动起动操作员按一个按钮 ITCC系统将平滑起动 加速至机组最小运转转速半自动起动操作员灵活地

6、切换自动启动与手动起动模式 提高或降低转速设定点全手动操作员手动按动升速或降速按钮 进行汽轮机的升速或降速 此时是对按动次数的设定 汽轮机起机曲线 由汽机厂提供 汽轮机顺控策略 Sequencemode方式设定Description描述0Shutdown停机1ReadytoStart Standby 准备启动2Warmup暖机3Acceleration升速4Run Noloadratedspeedtomaximumcontrolspeed 正常操作5OverspeedTripTest超速试验 ITCC控制 TS2000在化肥行业的应用 化肥机组 空气压缩机 汽轮机 燃机 原料气压缩机氮压机 渣

7、油 煤氧压机 泵 合成气压缩机二氧化碳压缩机氨冷冻压缩机 冰机 特点 都是离心式 汽轮机驱动 变负荷 多缸串联 复杂 故障危害害严重 化肥行业概述 化肥厂一般有合成氨 尿素厂 还有复合肥料几类厂 这些厂大多以天然气为原料 还有部分厂以石脑油为原料 或者以煤为原料 这些厂中使用的工艺气体压缩机几乎都是透平式压缩机 以天然气为原料的合成氨厂有四台压缩机 它们是原料气 空气 合成气 氮氢混合气 压缩机和冰机 氨冷冻压缩机 如果是尿素厂再有一台二氧化碳压缩机 以煤为原料的山西化肥厂的合成氨装置中共有八台压缩机 它们是空气 氧气 氮气 合成气 甲烷 硫化氢 冰机和二氧化碳压缩机 硝酸装置中有空气压缩机

8、氧化氮压缩机和蒸汽透平 尾气透平串联在一起的所谓 四合一 机组两套 硝酸磷肥的冰机和CO2压缩机 这些压缩机一般由汽轮机驱动 也有燃气轮机驱动的如以天然气为原料的化肥厂空压机 化肥机组102J机组 化肥机组合成气机组 化肥机组 105J机组 化肥机组CO2机组 合成气压缩机 合成气压缩机担负两个任务 一是将氮 氢混合气 也叫新鲜合成气 加压 二是给来自合成经过反应的气体 也叫循环气 增压 这两部分气体可以分别加压 然后在气缸外混合送入下一工序 即所谓缸外混合流程 法国型及日本型装置采用此种流程 美荷型装置所采用流程是把循环气和新鲜气在气缸内混合后一起进入循环级压缩到合成压力 然后送到下道工序

9、即所谓缸内混合流程 过去许多厂都设一台循环气压缩机 现代化大型氨厂采用高压离心压缩机后 用一级叶轮就可以完成循环气的增压任务 此种合成气压缩机完成相当于新鲜合成气和循环气两台压缩机的任务 合成气压缩机流程图 合成气压缩机主要控制 速度控制 压缩机性能调节采用变转速调节 由压力调节回路感测合成气压缩机进口压力来控制凝汽式汽轮机的蒸汽进汽量 调节压缩机转速 以保持进口的气体压力恒定 防喘振控制 避免压缩机在启动和运转中产生喘振 该压缩机共有三条防喘旁通回路 一条是防止低压缸喘振回路 一条是防止高压缸喘振回路 另一条是除了防止循环段喘振外 还有调节合成回路循环气量的作用 以上三个旁通阀在压缩机开车及

10、停车之前都要打开 使气体循环以防止喘振 合成气压缩机 氨冷冻压缩机 氨冷冻压缩机控制 转速控制 压缩机由汽轮机驱动 机组采用变转速调节 其转速由压力调节回路来调节 喘振控制 氨压缩机有四条防喘振回路 设有四个相应的防喘振控制器控制的防喘阀 可自动或手动控制从压缩机出口直接返回各闪蒸槽 即压缩机各段入口 的流量 分别用来保护高压缸第二段 高压缸第一段以及低压缸防止喘振的发生 所有回流气体都经过闪蒸槽 并在闪蒸槽内得到冷却 防止不经冷却而循环压缩使气体温升太高 在全厂开车阶段 各闪蒸槽尚未建立起液面时 有专用的制冷液氨线送液氨到各闪蒸槽 以冷却回流气体 所有液氨受槽或闪蒸槽都有温度指示 液面指示报

11、警及液面开关 当液面过高时发生报警 当液面高到危险程度时 迫使压缩机停车 压缩机各段的气体出 入口管线上都装有温度和压强指示 而在高压缸出口处装有高温报警 当出口温度大于163 时发出报警信号 CO2压缩机 二氧化碳压缩机 二氧化碳压缩机是尿素生产中的关键设备 在美荷型装置中 其任务是把来自合成氨厂或车间脱碳工序的CO2从常压加压到137 34 105Pa 送入汽提塔 CO2在汽提塔中处于加热状态下 将来自尿素合成塔的尿素熔融物 包含有尿素 水 甲铵及氨等反应物 中的大部分甲铵分解成NH3和CO2 并重新送回尿素合成塔 压缩机的进气压力取决于合成氨车间的操作情况 一般有少量波动 所以进气管上的

12、压力调节与汽轮机的调速相连 当CO2入口压力升高时 就发出增加转速的信号 增加压缩机转速 反之 则发出减速信号 减少转速 通过变转速调节来稳定入口压力 压缩机也可用手动调节器来改变转速 CO2压缩机 CO2压缩机 CO2压缩机 空气压缩机 乌石化二化肥机组控制系统改造 30万吨 年合成氨 50万吨 年尿素 布朗的工艺C2 合成气压缩机组背压式新比隆C4 天然气压缩机组冷凝式 注汽 新比隆原系统配置 505调速器MOORESD352防喘振控制器西门子PLC问题 505与PLC工作不正常 经常误停车 防喘振控制器不能投自动 解决方案 采用一套TS2000控制系统2套3500系统2台操作站1个辅操台

13、 乌石化一化肥机组控制系统改造 C1 空气压缩机组GE燃气轮机新比隆C3 氨冷冻压缩机组电机拖动新比隆102J CO2压缩机组单抽式A汽轮机新比隆103J 301J 氨 甲氨泵A B往复式原系统配置 505调速器MOORESD352防喘振控制器西门子PLCMARKV以上压缩机组单独采用一套TS2000控制系统3套3500系统3台操作站1个辅操台每台操作站均可对所有机组进行控制 灵活的解决方案 Tri Sen的客户 Elliott EbaraDresser RandShinNipponMachineryMitsubishiHeavyIndustriesShenyangBlowerWorksSul

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