TRISEN公司ITCC技術(shù)ppt課件

1、ITCC 技術(shù)及運(yùn)用美國(guó)TRI-SEN公司ITCC技術(shù)緊縮機(jī)組及其要求機(jī)組構(gòu)造類型：離心緊縮機(jī)組或軸流緊縮機(jī)，普通由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)；控制的要求：機(jī)組工藝流程監(jiān)控；汽輪機(jī)的監(jiān)控速度控制、超速維護(hù)；緊縮機(jī)的監(jiān)控防喘振控制、節(jié)流控制、假設(shè)并聯(lián)-負(fù)荷控制，干氣密封控制；機(jī)組軸系監(jiān)控；機(jī)組光滑油、控制油監(jiān)控；機(jī)組聯(lián)鎖維護(hù)控制；機(jī)組輔助設(shè)備的監(jiān)控。控制的目的：控制并維護(hù)緊縮機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)什么是ITCC？ITCC是“Integrated Turbine & Compressor Control的英文縮寫(xiě)，翻譯成中文即為綜合透平緊縮機(jī)組控制。它的意思是由一套平安過(guò)程控制系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)整個(gè)機(jī)組，包括蒸汽透平、緊縮機(jī)

2、及輔助設(shè)備如油路系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)等的控制，它既實(shí)現(xiàn)機(jī)組的控制，又為機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)提供保證傳統(tǒng)的緊縮機(jī)組控制方式分散型ITCC緊縮機(jī)組控制方式綜合一體化型ITCC的優(yōu)勢(shì)ITCC對(duì)機(jī)組實(shí)現(xiàn)的是綜合一體化的控制，系統(tǒng)的平安性與可靠性高；ITCC為專業(yè)化機(jī)組控制系統(tǒng)，具有專利性的機(jī)組控制軟件包，提高機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)性能；ITCC靈敏可變的規(guī)模將為系統(tǒng)的擴(kuò)建提供極大便利并有效降低擴(kuò)建本錢；ITCC具有良好的人機(jī)界面將顯示動(dòng)態(tài)任務(wù)點(diǎn)、流程圖、報(bào)警指示等內(nèi)容，并將為操作人員提供更便利、準(zhǔn)確的操作條件；ITCC是綜合一體化的控制方式防止了分散型方式控制的不便要素：分散系統(tǒng)之間的銜接與通訊延遲呵斥的數(shù)據(jù)的阻

3、塞；DEH技術(shù)DEH技術(shù)ITCC的優(yōu)勢(shì)ITCC可降低系統(tǒng)采購(gòu)本錢ITCC可降低工程費(fèi)用ITCC降低安裝費(fèi)用ITCC減少安裝空間ITCC降低現(xiàn)場(chǎng)儀表費(fèi)用ITCC減少維護(hù)時(shí)間及費(fèi)用ITCC減少停車次數(shù)，提高企業(yè)效益TRISEN提供的ITCCTS3000TS2000系統(tǒng)是基于TRISEN TMR硬件平臺(tái)的綜合透平緊縮機(jī)一體化控制的平安控制系統(tǒng)；TS2000與其他機(jī)組控制方案的比較控制目標(biāo)控制功能控制回路的響應(yīng)速率 服務(wù)的范圍DCS常規(guī)過(guò)程控制 有時(shí)被用來(lái)實(shí)現(xiàn)與機(jī)組有關(guān)的性能控制，如簡(jiǎn)單的串級(jí)控制；無(wú)專業(yè)控制策略和方案 采樣速率200ms左右；秒級(jí)的執(zhí)行速率；不能滿足壓縮機(jī)組高速控制的要求 按照工藝要

4、求組態(tài)；難以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的精確控制方案和組態(tài) PLC+回路控制器能夠?qū)崿F(xiàn)各自目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)多回路之間的聯(lián)耦和解耦控制，一旦系統(tǒng)本身故障，很難排除，更不能在線排除 速度雖可以滿足，但已被擾動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)各自為政的現(xiàn)象，尤其通訊會(huì)有阻塞 由于是不同廠家產(chǎn)品，服務(wù)往往難以協(xié)調(diào) TS2000真正的全機(jī)組控制，在控制系統(tǒng)本身具有高可靠性的基礎(chǔ)上，最大限度地提高系統(tǒng)的可用性，包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)回路的監(jiān)測(cè) 包括機(jī)組本身的安全保護(hù)邏輯、透平機(jī)械特殊控制（喘振、調(diào)速、阻塞等），還有成熟的結(jié)合工藝過(guò)程的性能控制 毫秒級(jí)的采樣速率，可固定的執(zhí)行速率，機(jī)組控制回路一般小于50ms,最快達(dá)到20ms，系統(tǒng)還具有事故追憶 提供從測(cè)量元件

5、、防喘振閥的計(jì)算選型，到機(jī)組保護(hù)控制和監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)組態(tài)和集成，到對(duì)裝置過(guò)程控制的解決方案，甚至于負(fù)責(zé)性能和喘振試驗(yàn) ITCC控制關(guān)鍵控制回路緊縮機(jī)防喘振控制緊縮機(jī)機(jī)組速度控制機(jī)組性能控制機(jī)組聯(lián)鎖維護(hù)平安控制系統(tǒng)+超速維護(hù) 什么是喘振？如何防喘振？喘振它是緊縮機(jī)的一種固有的特性，它反映在當(dāng)緊縮機(jī)的流量減少到某一數(shù)值時(shí)，緊縮機(jī)出現(xiàn)的極不穩(wěn)定景象，它會(huì)引起機(jī)組的猛烈震動(dòng)，從而呵斥葉輪的斷裂，緊縮封的損壞的能夠。 喘振周期的時(shí)間任務(wù)點(diǎn)從穩(wěn)定到激增小于50毫秒一個(gè)完好的喘振周期大約從0.5至3秒時(shí)間，這取決于緊縮機(jī)的大小，也會(huì)遭到管網(wǎng)的影響。喘振控制的戰(zhàn)略 喘振控制的戰(zhàn)略續(xù)一 喘振控制的戰(zhàn)略續(xù)三戰(zhàn)略六：可

6、對(duì)喘振曲線進(jìn)展檢測(cè)，并進(jìn)展相應(yīng)調(diào)整；戰(zhàn)略七：具有SOE功能，準(zhǔn)確分析事件緣由；戰(zhàn)略八：可實(shí)行手段、半自動(dòng)或全自動(dòng)操作； 汽輪機(jī)速度控制戰(zhàn)略 ITCC具有準(zhǔn)確的速度丈量 專門的測(cè)速模塊，丈量精度到達(dá)0.01%平穩(wěn)越過(guò)臨界速度控制可實(shí)現(xiàn)多段暖機(jī)對(duì)測(cè)速探頭及測(cè)速值進(jìn)展挑選判別汽輪機(jī)速度控制戰(zhàn)略1調(diào)理閥開(kāi)度限制2功率限制3超速維護(hù)控制OPC4DEH中的超速維護(hù)2/35三取二的超速維護(hù)外設(shè)6加速度限制維護(hù) 汽輪機(jī)速度控制回路輸出實(shí)行 PID 控制速度的設(shè)定點(diǎn)/目的點(diǎn)都將轉(zhuǎn)換到至升速曲線上，汽輪機(jī)升速將按照預(yù)定的升速速率升速；采用較快的升速速率平穩(wěn)越過(guò)臨界轉(zhuǎn)速區(qū)，無(wú)論在任何一種操作形狀下；PID控制包含：

7、機(jī)組性能控制抽汽控制PID 參數(shù)可在線設(shè)定與修正 人機(jī)接口功能1操作員站2工程師站3SOE站4輔助操作臺(tái) 通訊功能蒸汽透平的 PID 控制 汽輪機(jī)控制方式 完全的全自動(dòng)起動(dòng) 操作員按一個(gè)按鈕，ITCC系統(tǒng)將平滑起動(dòng)、加速至機(jī)組最小運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速半自動(dòng)起動(dòng) 操作員靈敏地切換自動(dòng)啟動(dòng)與手動(dòng)起動(dòng)方式，提高或降低轉(zhuǎn)速設(shè)定點(diǎn)全手動(dòng) 操作員手動(dòng)按動(dòng)升速或降速按鈕，進(jìn)展汽輪機(jī)的升速或降速，此時(shí)是對(duì)按動(dòng)次數(shù)的設(shè)定；汽輪機(jī)起機(jī)曲線由汽機(jī)廠提供 汽輪機(jī)順控戰(zhàn)略 Sequence mode 方式設(shè)定 Description 描畫(huà) 0 Shutdown 停機(jī) 1 Ready to Start (Standby) 預(yù)備啟動(dòng)

8、2 Warmup 暖機(jī) 3 Acceleration 升速 4 Run (No load rated speed to maximum control speed) 正常操作 5 Overspeed Trip Test 超速實(shí)驗(yàn)ITCC控制TS2000在化肥行業(yè)的運(yùn)用化肥機(jī)組空氣緊縮機(jī)/汽輪機(jī)(燃機(jī))原料氣緊縮機(jī)氮壓機(jī)-渣油/煤氧壓機(jī)(泵)合成氣緊縮機(jī)二氧化碳緊縮機(jī)氨冷凍緊縮機(jī)(冰機(jī))特點(diǎn): 都是離心式,汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng),變負(fù)荷,多缸串聯(lián),復(fù)雜,缺點(diǎn)危害害嚴(yán)重.化肥行業(yè)概述化肥廠普通有合成氨、尿素廠，還有復(fù)合肥料幾類廠。這些廠大多以天然氣為原料，還有部分廠以石腦油為原料，或者以煤為原料。這些廠中運(yùn)用

9、的工藝氣體緊縮機(jī)幾乎都是透平式緊縮機(jī)。以天然氣為原料的合成氨廠有四臺(tái)緊縮機(jī)，它們是原料氣、空氣、合成氣氮?dú)浠旌蠚饩o縮機(jī)和冰機(jī)氨冷凍緊縮機(jī)，假設(shè)是尿素廠再有一臺(tái)二氧化碳緊縮機(jī)。以煤為原料的山西化肥廠的合成氨安裝中共有八臺(tái)緊縮機(jī)，它們是空氣、氧氣、氮?dú)?、合成氣、甲烷、硫化氫、冰機(jī)和二氧化碳緊縮機(jī)；硝酸安裝中有空氣緊縮機(jī)、氧化氮緊縮機(jī)和蒸汽透平、尾氣透平串聯(lián)在一同的所謂“四合一機(jī)組兩套；硝酸磷肥的冰機(jī)和CO2緊縮機(jī)。這些緊縮機(jī)普通由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，也有燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的如以天然氣為原料的化肥廠空壓機(jī)。化肥機(jī)組 102J機(jī)組化肥機(jī)組 合成氣機(jī)組化肥機(jī)組:105J機(jī)組化肥機(jī)組 CO2機(jī)組合成氣緊縮機(jī)合成氣緊縮機(jī)

10、擔(dān)負(fù)兩個(gè)義務(wù)：一是將氮、氫混合氣也叫新穎合成氣加壓；二是給來(lái)自合成經(jīng)過(guò)反響的氣體也叫循環(huán)氣增壓。這兩部分氣體可以分別加壓，然后在氣缸外混合送入下一工序即所謂缸外混合流程，法國(guó)型及日本型安裝采用此種流程，美荷型安裝所采用流程是把循環(huán)氣和新穎氣在氣缸內(nèi)混合后一同進(jìn)入循環(huán)級(jí)緊縮到合成壓力，然后送到下道工序即所謂缸內(nèi)混合流程。過(guò)去許多廠都設(shè)一臺(tái)循環(huán)氣緊縮機(jī)，現(xiàn)代化大型氨廠采用高壓離心緊縮機(jī)后，用一級(jí)葉輪就可以完成循環(huán)氣的增壓義務(wù)，此種合成氣緊縮機(jī)完成相當(dāng)于新穎合成氣和循環(huán)氣兩臺(tái)緊縮機(jī)的義務(wù)。合成氣緊縮機(jī)流程圖合成氣緊縮機(jī)主要控制速度控制：緊縮機(jī)性能調(diào)理采用變轉(zhuǎn)速調(diào)理，由壓力調(diào)理回路感測(cè)合成氣緊縮機(jī)進(jìn)口

11、壓力來(lái)控制凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽進(jìn)汽量，調(diào)理緊縮機(jī)轉(zhuǎn)速，以堅(jiān)持進(jìn)口的氣體壓力恒定。 防喘振控制：防止緊縮機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生喘振，該緊縮機(jī)共有三條防喘旁通回路：一條是防止低壓缸喘振回路。一條是防止高壓缸喘振回路。另一條是除了防止循環(huán)段喘振外，還有調(diào)理合成回路循環(huán)氣量的作用。以上三個(gè)旁通閥在緊縮機(jī)開(kāi)車及停車之前都要翻開(kāi)，使氣體循環(huán)以防止喘振。 合成氣緊縮機(jī)氨冷凍緊縮機(jī) 氨冷凍緊縮機(jī)控制轉(zhuǎn)速控制：緊縮機(jī)由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)組采用變轉(zhuǎn)速調(diào)理，其轉(zhuǎn)速由壓力調(diào)理回路來(lái)調(diào)理。 喘振控制：氨緊縮機(jī)有四條防喘振回路，設(shè)有四個(gè)相應(yīng)的防喘振控制器控制的防喘閥，可自動(dòng)或手動(dòng)控制從緊縮機(jī)出口直接前往各閃蒸槽即緊縮機(jī)各段入口的

12、流量，分別用來(lái)維護(hù)高壓缸第二段、高壓缸第一段以及低壓缸防止喘振的發(fā)生。一切回流氣體都經(jīng)過(guò)閃蒸槽，并在閃蒸槽內(nèi)得到冷卻，防止不經(jīng)冷卻而循環(huán)緊縮使氣體溫升太高。在全廠開(kāi)車階段，各閃蒸槽尚未建立起液面時(shí)，有公用的制冷液氨線送液氨到各閃蒸槽，以冷卻回流氣體。一切液氨受槽或閃蒸槽都有溫度指示、液面指示報(bào)警及液面開(kāi)關(guān)。當(dāng)液面過(guò)高時(shí)發(fā)生報(bào)警，當(dāng)液面高到危險(xiǎn)程度時(shí)，迫使緊縮機(jī)停車。緊縮機(jī)各段的氣體出、入口管線上都裝有溫度和壓強(qiáng)指示。而在高壓缸出口處裝有高溫報(bào)警，當(dāng)出口溫度大于163時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào) CO2緊縮機(jī)二氧化碳緊縮機(jī)二氧化碳緊縮機(jī)是尿素消費(fèi)中的關(guān)鍵設(shè)備。在美荷型安裝中。其義務(wù)是把來(lái)自合成氨廠或車間脫碳工

13、序的CO2從常壓加壓到.34*105Pa，送入汽提塔。CO2在汽提塔中處于加熱形狀下，未來(lái)自尿素合成塔的尿素熔融物包含有尿素、水、甲銨及氨等反響物中的大部分甲銨分解成NH3和CO2，并重新送回尿素合成塔。緊縮機(jī)的進(jìn)氣壓力取決于合成氨車間的操作情況，普通有少量動(dòng)搖。所以進(jìn)氣管上的壓力調(diào)理與汽輪機(jī)的調(diào)速相連，當(dāng)CO2入口壓力升高時(shí)，就發(fā)出添加轉(zhuǎn)速的信號(hào)，添加緊縮機(jī)轉(zhuǎn)速。反之，那么發(fā)出減速信號(hào)，減少轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)變轉(zhuǎn)速調(diào)理來(lái)穩(wěn)定入口壓力。緊縮機(jī)也可用手動(dòng)調(diào)理器來(lái)改動(dòng)轉(zhuǎn)速CO2緊縮機(jī)CO2緊縮機(jī)CO2緊縮機(jī)空氣緊縮機(jī)烏石化二化肥機(jī)組控制系統(tǒng)改造30萬(wàn)噸/年合成氨,50萬(wàn)噸/年尿素,布朗的工藝 C2: 合成

14、氣緊縮機(jī)組 背壓式 新比隆 C4: 天然氣緊縮機(jī)組 冷凝式(注汽) 新比隆 原系統(tǒng)配置: 505調(diào)速器 MOORE SD352防喘振 控制器 西門子PLC 問(wèn)題: 505與PLC任務(wù)不正常,經(jīng)常誤停車,防喘振控 制器不能投自動(dòng)。 處理方案: 采用一套TS2000控制系統(tǒng) 2套3500系統(tǒng) 2臺(tái)操作站 1個(gè)輔操臺(tái)烏石化一化肥機(jī)組控制系統(tǒng)改造 C1: 空氣緊縮機(jī)組 GE燃?xì)廨啓C(jī) 新比隆 C3: 氨冷凍緊縮機(jī)組 電機(jī)拖動(dòng) 新比隆 102J: CO2緊縮機(jī)組 單抽式A汽輪機(jī) 新比隆 103J/301J: 氨/甲氨泵 A/B 往復(fù)式 原系統(tǒng)配置: 505調(diào)速器 MOORE SD352防喘振控制器 西門子

15、PLC MARK V 以上緊縮機(jī)組單獨(dú)采用一套TS2000控制系統(tǒng) 3套3500系統(tǒng) 3臺(tái)操作站 1個(gè)輔操臺(tái) 每臺(tái)操作站均可對(duì)一切機(jī)組進(jìn)展控制 靈敏的處理方案Tri-Sen 的客戶Elliott/EbaraDresser-RandShin Nippon MachineryMitsubishi Heavy IndustriesShenyang Blower WorksSulzur Pumps GmbHKawasaki Heavy IndustriesBharat Heavy Electrical Ltd.ExxonMobilShellDow Chemical Co.First EnergyEas

16、tman ChemicalChevronInternational PaperPetroChinaPDVSAImperial OilConsolidated EdisonReliance Industries LtdAir LiquideSPIC IndiaHyundai PetrochemicalWeyerhaeuser PaperPEMEXNova ChemicalsBP AmocoPetronasSaudi AramcoSABICTembec PaperEmpresa Columbiana PetroeosPetrobrasValero Refining Co.EcopetrolLuko

17、ilChina Steel CompanyREFINOR SALower Colorado River AuthorityAl Jubail Petrochemical (KEMYA)Rohm & Haas ChemicalProcter & GambleConocoPhilipsLyondell ChemicalAluminum BahrainMosaic Phosphates CompanyMethanexTrinidad Nitrogen CompanySonatrachRayong OlefinsTotal Elf FinaEquistarHuntsman ChemicalPlatt River Power AuthorityShuang Liao Power PlantSHARQTesoroCel