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空压装置双机并联负荷分配原理

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-03-28 13:32:04 来源: 作者:用户65358    浏览次数:0    
摘要

透平功率(KW):5772(NORM)――-6445(RATED)C204:压缩机制造商:SIEMENS低压缸型号D12MH6B高压缸型号D08MV6B透平速度(RPM):7436(NORM)――-7808(MAX)透平功率(KW):8140(NORM)――-9786(RATED)改造初期原设计拟采用手动并联模式,即先启动裂解气压缩机C204机组,使其出口压力、流量达到额定值,再启动裂解气压缩机C...

透平功率(KW):5772(NORM)――-6445(RATED)C204:压缩机制造商:SIEMENS低压缸型号D12MH6B高压缸型号D08MV6B透平速度(RPM):7436(NORM)――-7808(MAX)透平功率(KW):8140(NORM)――-9786(RATED)改造初期原设计拟采用手动并联模式,即先启动裂解气压缩机C204机组,使其出口压力、流量达到额定值,再启动裂解气压缩机C201机组,使其出口压力、流量接近额定值,根据操作者经验,适当降低C204机组出口压力、流量,手动并入C201机组。这种并联模式存在的主要问题是:一、过于依赖操作者的经验,稍有失误,易造成两台压缩机喘振,停机,严重时会损坏机器;二、扩能达到20万吨/年后,裂解气压缩机C204机组单独运行达到额定工况,装置负荷仅达70%,并入裂解气压缩机C201机组时再降低C204流量,容易引起装置中乙烯压缩机C401和丙烯压缩机C402喘振停机。因此,经中国石油股份公司批准,决定采用双机并联控制模式。

经过调查,目前国际上裂解装置采用双机并联控制系统的两台压缩机能力都是一样的。对功率、流量不同、两台压缩机的驱动透平的高压蒸汽入口和中间抽气共用同一管路的机组并联控制模式,还没有先例。

2并联优化控制系统简介现有的两台裂解压缩机组中C204控制系统采用AB公司的PLC-5系统;C201机组采用的是GE公司的RX7I系统。双机并联控制系统改造需在现有的两套控制系统基础上增加美国压缩机控制公司(Compressor ControlsCorporation,缩写为CCC)的series5DuplexVanguard系统进行。

2.1双机并联负荷分配原理在该双机并联系统中将包括:*一个主控制器MPIC-1;*每个压缩机段配备的防喘振控制器(FIC-201/FIC-215;FRCA-01/FRCA-02);*每台压缩机配备的一个负荷分配控制器(LSIC-01/LSIC-02)来实现。

系统基本控制算法原理如所示2.2具体控制方案说明并联负荷分配系统中有一台主控制器MPIC-1,用于控制并联压缩机入口总管的压力PT-1SX.每台压缩机有四段,分别使用两台防喘振控制器。防喘振控制器FIC-201用于控制C-201的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段;防喘振控制器FIC-215用于控制C-201的Ⅳ段。防喘振控制器FRCA-01用于控制C204的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段;防喘振控制器FRCA-02用于控制C204的Ⅳ段。在ABPLC系统内保留了一套C-204防喘振控制系统;ABPLC和CCC控制系统内的防喘振控制器通过开关进行切换。

每台裂解气压缩机使用一台负荷分配控制器。负荷分配控制器LSIC-01用于控制C-201,负荷分配控制器LSIC-02用于控制C-204.每台裂解气压缩机各有一台速度和一台抽汽控制器。C-201的速度和抽汽控制器在GE控制系统内实现。C204的速度和抽汽控制器在WOODWARD和CCC控制系统内各有一套,通过切换开关进行无扰动切换。C-204的启机和停机过程由WOODWARD调速器控制。C-204在正常调速范围内由CCC速度和抽汽控制器进行控制。下面是CCC控制器的设置、控制目标和控制功能。

(1)前馈负荷控制入口总管压力主控制器MPIC-1通过增加/降低透平速度来调节压缩机入口总管的压力。MPIC-1的输入变量为压缩机入口总管压力PT-1SX(0-210kPag),MPIC-1只有本地操作模式,其本地设定值范围为0到200kPag.MPIC-1通过直接调节LSIC-01和LSIC-02的输出,即C-201和C-204的速度设定值,从而调解压缩机入口总管的压力。MPIC-1与LSIC-01和LSIC-02之间的关系为前馈控制。

(2)当两台压缩机都在运行时,通过LSIC-01和LSIC-02将两台压缩机的防喘振回路的较小的偏差Dev控制在相同的水平上(压缩机运行点与喘振控制线之间的距离),从而达到优化压缩机运行的效果。当MPIC-1接收每台压缩机的偏差值Dev变量(选取每台压缩机的两台防喘振控制器中的*小Dev变量),计算出两台压缩机偏差值Dev变量的平均值,然后送给每台压缩机的负荷分配控制器(LSIC-01和LSIC-02),作为其负荷平衡回路的设定点,而后两台负荷平衡控制器根据相应的SP和PV变量相应增加或降低速度设定值。

(3)限制控制同时为了保证装置和设备的安全和稳定,在防喘控制器中采用了一些限制控制功能,更好的保证了并机时安全阀不起跳,压缩机出入口压力在正常范围内。CCC防喘控制器限制控制设定值。

3结束语双机并控制系统改造完成后,裂解装置于2007年12月23日开车运行,先启动21C204压缩机组并在其出口压力(P=35kg/cm 2)达到正常工况状况下,自动并入C201压缩机组,无任何扰动,与手动相比大大缩短了并入时间。两台机组并联运行后,因装置波动曾三次停车,在开停车过程中并联控制系统都很好地发挥了控制功能。同时在工艺扰动下,优化控制系统的解耦控制、前馈控制、压力超驰控制等先进控制亦增加了工艺流程的稳定性,减少了非计划停车,提高了产品产量。

 
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