1、內(nèi)部膠片，嚴(yán)禁外傳內(nèi)部膠片，嚴(yán)禁外傳Copyright 2007 Hollysys Automation Co.， Ltd. All rights reserved.透平壓縮機(jī)綜合控制系統(tǒng) （T810/T880）裝備市場：鄧榮輝裝備市場：鄧榮輝 lITCC概述lT810/T880系統(tǒng)介紹lT810/T880對手介紹l市場定位 ITCC概述lIntegrated Turbine Compressor Control system -ITCC 壓縮機(jī)/透平綜合控制系統(tǒng)將壓縮機(jī)的壓力、流量、防喘振控制，透平調(diào)速，透平轉(zhuǎn)速超調(diào)保護(hù)集中在一起，方便控制，管理。 透平壓縮機(jī)概述l透平壓縮機(jī)的分類透平壓縮機(jī)

2、的分類 透平式壓縮機(jī)是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它利用葉片和氣體的相互作用，提高氣體的壓力和動(dòng)能，并利用相繼的通流元件使氣體減速，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣?。一般透平式壓縮機(jī)可以進(jìn)行如下分類a按氣體主要運(yùn)動(dòng)方向分： 離心式氣體在壓縮機(jī)內(nèi)大致徑向流動(dòng) 軸流式氣體在壓縮機(jī)內(nèi)大致沿平行于軸線方向流動(dòng) 軸流離心組合式有時(shí)在軸流式的高壓段配以離心式段，形成軸流、離心組合式壓縮機(jī) 透平壓縮機(jī)概述b按排氣壓力PD分： 通風(fēng)機(jī)：Pd1.42*104N/M2（表壓） 鼓風(fēng)機(jī)：Pd=1.42*1042.45*105N/m2 壓縮機(jī)：Pd2.45*105N/m2 透平壓縮機(jī)概述lc/c/按用途和被處理的介質(zhì)命名按用途和被處理

3、的介質(zhì)命名 如：化工透平式壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)、高爐鼓如：化工透平式壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)、高爐鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、二氧化碳壓縮機(jī)、天然氣風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、二氧化碳壓縮機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、氮?dú)浜铣蓺鈮嚎s機(jī)的壓縮機(jī)、氮?dú)浜铣蓺鈮嚎s機(jī)的 離心式和軸流式壓縮機(jī)相比各優(yōu)缺點(diǎn) 軸流式壓縮機(jī)具有效率高（設(shè)計(jì)工況下絕軸流式壓縮機(jī)具有效率高（設(shè)計(jì)工況下絕熱效率可比離心式高出熱效率可比離心式高出5%10%5%10%）、流量大等優(yōu)）、流量大等優(yōu)點(diǎn)，但排氣壓力不高，穩(wěn)定工作范圍窄，對工點(diǎn)，但排氣壓力不高，穩(wěn)定工作范圍窄，對工質(zhì)中的雜質(zhì)敏感，葉片易受磨損；質(zhì)中的雜質(zhì)敏感，葉片易受磨損； 離心式壓縮機(jī)側(cè)不同，除效率比軸流式壓離

4、心式壓縮機(jī)側(cè)不同，除效率比軸流式壓縮機(jī)低下，可以達(dá)到很高的排氣壓力，允許輸縮機(jī)低下，可以達(dá)到很高的排氣壓力，允許輸送較小的流量。送較小的流量。 壓縮機(jī)廠商l國內(nèi) 沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)（沈鼓）、陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)（陜鼓）l國外 GE、西門子、三井、埃雷奧特、曼透平l空分廠家 國內(nèi)：杭氧、川空、中國空分、開空 國外：法液空、林德 軸流壓縮機(jī) T810/T880應(yīng)用領(lǐng)域l冶金行業(yè)（鋼鐵）： 高爐鼓風(fēng)機(jī)、制氧廠（空分機(jī)組）l石油化工行業(yè)：煉油裝置、乙烯裝置、合成氨裝置、尿素裝置和天然氣裝置l煤化工行業(yè)（甲醇、尿素）：合成氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣壓縮機(jī)、冷激氣壓縮機(jī)、氨冷凍壓縮機(jī)、丙烯壓縮機(jī)l化肥行業(yè)：合成氣壓縮機(jī)、CO

5、2壓縮機(jī) HOLLYSYS（CCS）系統(tǒng)介紹l和利時(shí)公司涉足裝備制造業(yè)十余年，擁有T810、T880、T80 等多種透平壓縮機(jī)控制專利產(chǎn)品；并培養(yǎng)了一支集方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套、軟件組態(tài)、現(xiàn)場調(diào)試、用戶培訓(xùn)和售后服務(wù)為一體的近百人的裝備業(yè)工程服務(wù)隊(duì)伍。 舊的分散控制系統(tǒng)L/O S/O SystemGovernorLocal PanelDCSSurgePLC GatewayESDVibration Hollysys T880 (ITCC)L/O S/O SystemIntegratedControllerDCSVibrationLocal MMIEngineerWorkstationOperator

6、Console T880系統(tǒng)（CCS）架構(gòu)圖l快速任務(wù)與慢速任務(wù)在不同的CPU內(nèi)運(yùn)行，保證快速任務(wù)的實(shí)時(shí)性l快速回路控制速度快，典型應(yīng)用控制周期20mSl通用DCS結(jié)構(gòu)，通訊功能強(qiáng)大，支持遠(yuǎn)程IOl根據(jù)壓縮機(jī)控制系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)特征設(shè)計(jì)專用控制模塊，進(jìn)行壓縮機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵回路設(shè)計(jì)l整個(gè)系統(tǒng)冗余配置，關(guān)鍵回路3冗余配置l保護(hù)與控制獨(dú)立，提高系統(tǒng)安全性lIO采集速度快，數(shù)據(jù)更新時(shí)間2mS T880系統(tǒng)配置簡圖 T880系統(tǒng)圖片 CCS系統(tǒng)控制目標(biāo)l 控制系統(tǒng)應(yīng)保證透平和壓縮機(jī)在安全條件下運(yùn)行，并能提供持續(xù)的喘振防護(hù)l 喘振防護(hù)功能在保證安全的同時(shí)，盡量不引起工藝的波動(dòng)，不帶來能源的浪費(fèi)l 控制系統(tǒng)應(yīng)保證透平/

7、壓縮機(jī)組在非計(jì)劃停機(jī)期間不發(fā)生誤停機(jī)l 最大程度提高機(jī)組運(yùn)行效率l ITCC機(jī)組控制系統(tǒng)必須是整個(gè)裝置控制系統(tǒng)的一部分，ITCC必須能夠方便地實(shí)現(xiàn)與DCS和其他控制設(shè)備進(jìn)行通訊l壓縮機(jī)控制必須執(zhí)行所有日常工作，以便給操作員提供更多的時(shí)間用于工藝生產(chǎn)。并備有容錯(cuò)功能(對誤操作可自動(dòng)保護(hù))，協(xié)助操作員順利開車 CCS系統(tǒng)功能介紹l透平壓縮機(jī)控制功能可分為： 透平轉(zhuǎn)速控制（SIC） 壓縮機(jī)性能控制（PIC） 壓縮機(jī)喘振控制（UIC） 自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD） 輔助控制（如：工藝參數(shù)監(jiān)視、順序控制、耦合控制）等。 透平轉(zhuǎn)速控制（SIC）p精確的轉(zhuǎn)速測量，測量精度0.01%。p三冗余測速模塊，具備超速

8、保護(hù)功能。p臨界轉(zhuǎn)速控制。p自動(dòng)升速曲線p自動(dòng)暖機(jī)、自動(dòng)升速。p透平試驗(yàn)，及轉(zhuǎn)速控制仿真功能。 透平轉(zhuǎn)速控制（SIC） 壓縮機(jī)性能控制（PIC） p定風(fēng)量控制：把風(fēng)機(jī)的 送風(fēng)流量作為測量值， 控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速從而 達(dá)到滿足工藝需要的送 風(fēng)流量。p定風(fēng)壓控制：把風(fēng)機(jī)的 排氣壓力作為測量值， 通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速， 從而達(dá)到滿足工藝需要 的壓力。p靜葉控制：對于全靜葉 可調(diào)軸流壓縮機(jī)，可通 過靜葉定位串級調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，改變靜葉角度，實(shí) 現(xiàn)對風(fēng)機(jī)流量，或壓力 的自動(dòng)調(diào)節(jié)。p冷凝器液位控制p蒸汽密封系統(tǒng)控制l工藝和輔機(jī)上的其他工藝 參數(shù)控制 壓縮機(jī)喘振控制（UIC）l喘振是壓縮機(jī)固有的一種特性，是壓縮機(jī)與

9、管道耦合后的振蕩現(xiàn)象。它反映在當(dāng)壓縮機(jī)的流量減少到某一數(shù)值時(shí)，壓縮機(jī)出現(xiàn)的極不穩(wěn)定工況，它引起機(jī)組的劇烈震動(dòng)，從而造成葉輪的斷裂，壓縮機(jī)密封損壞的可能。喘振過程如下圖：lD工作點(diǎn)在性能上移動(dòng)lE工作點(diǎn)接近喘振極限lA工作點(diǎn)進(jìn)入喘振區(qū)lB工作點(diǎn)流向逆轉(zhuǎn)，出口 壓力急劇下降lC工作點(diǎn)重新建立流動(dòng)壓降lA工作點(diǎn)壓縮機(jī)恢復(fù)流量與壓力lA-B-C-A循環(huán)反復(fù)稱為一個(gè)喘振周期，喘振周期大概0.5-3s時(shí)間。 防喘控制策略l各種控制線：各種控制線：p喘振極限線SLL（Surge Limit Line）: 壓縮機(jī)在不同的工況下有不同的性能 曲線，每一條性能曲線都有一個(gè)喘振 極限點(diǎn)，所有這些點(diǎn)構(gòu)成了一條喘振 極

10、限線SLL。p喘振控制線SCL(Surge Control Line): 為防止喘振發(fā)生，防喘振控制算法在 喘振極限線SLL 右邊設(shè)置了一個(gè)可變 的安全裕量，這樣就可以在操作點(diǎn)到 達(dá)喘振極限線之前開始動(dòng)作，增加壓 縮機(jī)的流量。p階梯響應(yīng)線SRL(Step Response Line): SRL 規(guī)定一個(gè)操作極限，如果操作點(diǎn)超 過這個(gè)極限，防喘控制算法將快速打開 防喘振控制閥。SRL 位于SCL 與SLL 之 間。p安全保險(xiǎn)線SOL(Safety On Line): SOL 定義一個(gè)操作極限，如果操作點(diǎn)超 過這個(gè)極限，則表明壓縮機(jī)已經(jīng)正在發(fā) 生喘振，安全保險(xiǎn)響應(yīng)將增加喘振控制 線的裕度,迅速制止

11、喘振。 防喘控制策略l防喘振控制功能：防喘振控制功能：pPID控制功能： 當(dāng)操作點(diǎn)越過喘振控制線 SCL時(shí)，PID控制器將打 開防喘閥。對于較小的擾 動(dòng)，PID控制能提供足夠 的保護(hù)。p自適應(yīng)增益功能： 當(dāng)操作點(diǎn)快速向SCL移動(dòng) 時(shí)，自適應(yīng)的增益將SCL 向操作點(diǎn)移動(dòng)，使PI控制 器盡早做出響應(yīng)。p階梯響應(yīng)功能： 對于一個(gè)較大較快的擾動(dòng)， 操作點(diǎn)瞬間越過了SCL 左 邊的SRL， 則階梯響應(yīng)會 快速疊加一個(gè)階躍信號到PI 控制器，迅速打開防喘振閥， 以增加足夠的流量來防止喘振。 防喘控制策略p安全保險(xiǎn)響應(yīng)功能： 因意外情況，如：組態(tài)錯(cuò) 誤、過程變化、工藝過程 嚴(yán)重波動(dòng)，使壓縮機(jī)的操 作點(diǎn)越過S

12、LL線和SOL 線 而發(fā)生喘振，則安全保險(xiǎn) 響應(yīng)就會重新規(guī)定喘振控 制裕度，使喘振控制線右 移，增加SCL 與SLL 之間 的距離，在一個(gè)喘振周期 內(nèi)將喘振止住。p多種喘振控制模式： 喘振控制具備手動(dòng)、半自 動(dòng)、自動(dòng)三種控制模式， 滿足不同工況下的控制需 求。在半自動(dòng)方式下，防 喘控制指令為手動(dòng)、自動(dòng) 的高選值，三種控制方式 無擾切換。 自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD）啟動(dòng)聯(lián)鎖啟動(dòng)聯(lián)鎖：p存在任何停車條件；p潤滑油壓力正常： 軸與軸瓦間建立足夠的油膜； p潤滑油溫度正常： 更好地建立油膜；p調(diào)速油、動(dòng)力油壓正常： 保證調(diào)速系統(tǒng)正常工作；p油槽油位正常： 保證足夠的潤滑油、調(diào)速油等；p盤車停止： 脫開

13、盤車電機(jī)；p防喘振閥全開： 避免開車過程中出現(xiàn)喘振。p其它工藝系統(tǒng)的啟動(dòng)條件： 如進(jìn)出口閥的打開或關(guān)閉。 自保聯(lián)鎖邏輯控制（ESD）停車聯(lián)鎖：p軸位移過高p軸振動(dòng)過高p轉(zhuǎn)速過高p潤滑油壓力低 p調(diào)速油壓力低p軸瓦溫度過高p密封系統(tǒng)聯(lián)鎖p逆流保護(hù)聯(lián)鎖 輔助控制解耦控制： 對于有性能控制的機(jī)組，通常會通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的速度或入口調(diào)節(jié)閥的開度來滿足工藝要求。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)入喘振調(diào)節(jié)時(shí)，有時(shí)性能控制會同時(shí)要求減小流量（如性能控制變量為入口壓力時(shí)），兩個(gè)控制回路是互相反作用的，從而造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使機(jī)組更加接近喘振。解耦功能將性能控制和喘振控制各自的輸出加權(quán)到對方的控制響應(yīng)中去，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制回路協(xié)調(diào)動(dòng)作

14、，迅速穩(wěn)定系統(tǒng)。 輔助控制l閥門流量型線修正： 閥門流量的非線性大 大影響轉(zhuǎn)速控制、防 喘控制的線性，及精 度；通過邏輯組態(tài)， 可以對透平調(diào)節(jié)閥、 主防喘閥、副防喘閥 流量型線進(jìn)行修正， 提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。 輔助控制p潤滑油泵及加熱器控制p動(dòng)力油泵及加熱器控制p順序控制：各種油泵、電機(jī)的啟動(dòng)操作p軸系參數(shù)監(jiān)視p盤車控制p電動(dòng)送風(fēng)閥控制p汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)檢測p汽輪機(jī)冷凝液位控制 輔助控制 業(yè)績 T810/T880競爭對手l北京康吉森自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)有限公司l上海黑馬控制系統(tǒng)有限公司（黑馬+CCC）l羅克韋爾（ICS）l西門子PLC（400+300） 康吉森TS3000l國內(nèi)市場占有率高，工程經(jīng)驗(yàn)多l(xiāng)采用3冗余的單卡硬件結(jié)構(gòu)，硬件模塊可熱備冗余配置l通訊可冗余配置，通訊功能強(qiáng)大，一體化方便。l全面從安全角度設(shè)計(jì)的系統(tǒng)部件，部分板卡通過SIL3認(rèn)證l主控采用3-2-1-0高可用率的降級方式l部分模塊具有SIL3認(rèn)證，可做ESDl系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，配置方便 HIMA+CCCl通過多任務(wù)操作系統(tǒng)，將快速任務(wù)與慢速任務(wù)分開運(yùn)行，一定程度上保證快速任務(wù)的實(shí)時(shí)性l快速回路控制速度快，典型應(yīng)用運(yùn)行周期不大于10mSl慢速回路可通過ProfiBus DP擴(kuò)展遠(yuǎn)程IO，遠(yuǎn)程IO系統(tǒng)規(guī)模最多可達(dá)1000點(diǎn)l快速回路通過本地快速綜合IO卡采集，最快采集速率可達(dá)2mSl根據(jù)壓縮機(jī)控制系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)特