催化装置富气压缩机控制系统的设计与实现

摘要

离心式压缩机是一种高速旋转的机械，可以满足工业上对气体压缩的各种需求，应用范围很广，作为一种工业装备，它广泛应用于石油、化工、天然气管线，制冷和冶炼等诸多重要部门，其安全可靠地运行直接影响着工厂的经济效益，因而成为倍受关注的核心设备。随着科学技术的发展，压缩机无论在性能还是在运行的安全可靠性上都得到了很大的提高，但离心式压缩机也存在一些难以消除的缺点，如稳定工况区较窄、容易发生喘振等。另外，离心式压缩机的稳定运行也受到其他一些条件的影响，如负载、气体性质、温度等，可以说离心式缩机的控制是一个比较复杂的领域，因此设计一套可靠的控制系统对压缩机的稳定运行起着决定性的作用。
　　离心式压缩机的喘振对机组的危害极大，必须配备专门的控制系统来防止喘振的发生，本文重点对离心式压缩机防喘振控制进行研究，在保证其安全平稳运行的同时，实现优化控制，采取了压缩机不超出安全裕度，靠近防喘振控制线运行的先进控制策略，减小防喘振阀开度，降低压缩机转速，实现了离心式压缩机高效节能运行。
　　本文结合生产实际，在分析了压缩机工作原理的基础上，对压缩机控制系统架构，联锁逻辑，转速控制，防喘振控制，先进控制等方面进行了比较系统的阐述，并以某厂催化装置富气压缩机控制系统改造为背景，对控制系统人机界面，压缩机性能曲线，防喘振控制，联锁控制等系统进行了设计，实现了友好的操作界面，完备的监控功能，大幅地提升了压缩机控制系统运行年限，取得了较好的经济效益。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本研究的目的和意义

1．2 本研究的国内外现状

1．2．1 离心式压缩机控制系统设计现状

1．2．2 离心式压缩机控制系统的发展及现状

1．2．3 离心式压缩机控制系统设计的展望

1．3 研究内容

第二章 原富气压缩机控制系统概述

2．1 原富气压缩机控制系统配置概述

2．2 原富气压缩机控制系统设计中存在不足

2．3 催化富气压缩机控制系统改造方案概述

2．4 本章小结

第三章 富气压缩机控制系统设计

3．1 设计规范和标准

3．2 基本术语定义

3．3 控制系统硬件设计

3．3．1 系统输入输出点数要求

3．3．2 控制系统硬件配置

3．4 控制系统软件设计

3．4．1 下位编程软件

3．4．2 人机界面软件

3．4．3 事件记录软件

3．4．4 增强型诊断监视软件

3．5 系统结构及功能描述

3．5．1 系统通讯

3．5．2 系统输入输出模件

3．6 系统自诊断功能

3．7 系统的三重化原理

3．8 系统软件开发平台

3．9 控制系统的特点

3．10 系统功能综述

3．11 本章小结

第四章 富气压缩机联锁逻辑

4．1 联锁逻辑设计概述

4．2 联锁停机逻辑一说明

4．3 联锁停机逻辑二说明

4．4 联锁停机逻辑三说明

4．5 联锁停机逻辑四说明

4．5 压缩机启动条件说明

4．6 本章小结

第五章 催化富气压缩机转速控制

5．1 转速控制功能描述

5．2 汽轮机调速系统的性能特点

5．3 调速程序简介

5．4 调速范围的选择

5．5 调速操作注意事项

5．6 本章小结

第六章 催化富气压缩机防喘振控制

6．1 喘振产生的机理

6．2 离心式压缩机性能曲线

6．3 离心式压缩机的管网特性

6．4 压缩机与管网的关系

6．5 喘振现象的特征

6．6 防喘振控制技术

6．7 喘振被动控制技术

6．7．1 固定极限流量法

6．7．2 可变极限流量法

6．8 防喘振控制要点

6．9 压缩机防喘振操作说明

6．10 防喘振控制器的基本工作原理

6．10．1 新系统防喘振的基本功能

6．10．2 喘振控制器特性简介

6．10．3 压比或压升算法选择

6．11 防喘控制器功能说明

6．11．1 控制线及安全裕度重校

6．11．2 动态自适应整定功能和非对称响应功能

6．11．3 比例功能

6．11．4 手动控制

6．11．5 喘振与转速解耦控制

6．12 本章小结

第七章 催化富气压缩机控制系统性能优化

7．1 机组运行中存在的问题

7．2 控制功能优化

7．3 分馏塔顶压力控制与防喘振解耦功能的具体实施方案

7．3．1 降分馏塔顶压力控制方案

7．3．2 升分馏塔顶压力控制方案

7．4 性能控制的投用

7．4．1 性能控制的工作方式

7．5 防喘振控制阀的线性化处理

7．6 本章小结

第八章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文