长输管线压缩机控制系统设计

摘要

长输管道压缩机是实现天然气远距离输送的核心设备。同一般的天然气压缩机相比，长输管线压缩机大多安装在野外缺水少电的地方，现场很难提供合适的水源和电气条件，而且设备要求自动化程度高。所以，对整个机组有着很高的要求，机组既要安全、可靠、连续运转周期长，又要重量轻，易于运输、安装、维护和维修，且能实现远程控制，对各项参数的检测、报警和停机要及时准确。所以，长输管线压缩机控制系统从设计上要求具备强大的实力，以确保机组长期、稳定运行。完全自动控制机组的加载、卸载、负荷分配、防喘振等控制。
　　本课题的研究内容主要包括以下几个方面:
　　(1)分析了长输管线压缩机结构以及工作原理，阐明了特性、监测要求，确定控制内容。
　　(2)分析压缩机结构，完成管道压缩机的气路系统、润滑油路系统、干气密封系统设计，并完成管道压缩机控制系统的总体架构设计。
　　(3)分析控制系统要求，选用适合的硬件满足控制需要。
　　(4)分析压气站的压气站工艺要求，设计压气站的顺序开车逻辑。
　　(5)分析压气站的工艺要求，设计压缩机防喘振控制方案。
　　在本文中阐述了管道压缩机组仪控制系统中仪表选型设计，I/O清单设计，和控制系统硬件设计和程序设计，最后完成了控制系统功能的实现与调试，为进一步研究管道压缩机控制提供了参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 压缩机工作原理及分类

1．2．1 容积式压缩机

1．2．2 透平式压缩机

1．3 离心式压缩机的应用

1．4 长输管线项目研究现状

1．4．1 长输管线压缩机现状

1．4．2 长输管线管道现状

1．5 本课题研究的主要内容及结构安排

第2章 长输管线压缩机特点与组成

2．1 长输管线压缩机的特点

2．2 长输管线压缩机工艺流程

2．3 长输管线压缩机主机部分

2．3．1 定子部分

2．3．2 转子部分

2．3．3 轴承和轴承座

2．4 长输管线压缩机辅机油系统

2．5 长输管线压缩机辅机干气密封系统

2．6 长输管线压缩机运行参数

2．6．1 温度参数

2．6．2 压力参数监测

2．6．3 流量参数监测

2．6．4 液位参数监测

2．6．5 轴振动、位移参数监测

2．7 本章小结

第3章 长输管线控制系统硬件设计

3．1 系统网络结构设计

3．2 系统硬件设计

3．3 调速电机驱动系统VSDS

3．3．1 VSDS硬件概述

3．3．2 冗余工作原理

3．3．3 主处理器模块

3．3．4 高性能IO模块

3．3．4 网络接口

3．4 软件平台ControlLogix系统

3．4．1 系统概述

3．4．2 Controllogix控制器

3．4．3 ControlNet网络

3．4．4 冗余Redandent

3．5 本章小结

第4章 长输管线控制系统软件设计

4．1 长输管线压缩机启动／停车顺序控制

4．2 压缩机自动启动停车，自动加载卸载逻辑

4．3 机组阀门故障自检、顺控逻辑设计

4．4 系统监测功能

4．5 本章小结

第5章 长输管线压缩机防喘振控制

5．1 喘振现象

5．2 影响喘振的因素

5．3 喘振机理的研究

5．4 喘振预测

5．5 喘振控制技术

5．5．1 喘振被动控制技术

5．5．2 喘振主动控制技术

5．5．3 防喘振控制要点

5．6 管线压缩机负荷分配与喘振线的关系

5．7 小结

第6章 结论

参考文献

致谢