1_TS3000机组综合控制技术(ITCC)及特点

nullnullTS3000 Integrated Turbine Compressor Control (ITCC) Technique TS3000透平压缩机综合控制(ITCC)技术TRICONEX Turbine Control Innovations TRICONEX 透平机械控制的革新TRICONEX Turbine Control Innovations TRICONEX 透平机械控制的革新1. 1976 Electro-Pneumatic Governor 1976 电子调速器 晶体管电路。缺点：体积大，精度低，可靠性差。 2. 1980 Digital Governor 1980 数字电子调速器 集成电路。固化程序。缺点：灵活性差。 3. 1983 User Configurable Governor 1983 用户可编程数字电子调速器 4. 1983 Redundant Steam Turbine Control System 1983 冗余蒸气透平控制系统 5. 1985 Configurable Redundant Governor 1985 可编程冗余蒸气透平控制系统 6. 1988 User Programmable TMR Gas/Steam Turbine Control System 1988 用户可编程三重冗余燃气/蒸气透平机械控制系统 7. 1993 Configurable Gas Turbine Generator Controller-ITGC 1993 可编程燃气透平调速控制器 8. 1993 Compressor Anti-Surge Control System-ITCC 1993 获得专利的电压调节（自动并网）运算法则 9. 1994 Patent on Voltage Regulation Algorithm 1994 压缩机防喘振控制系统离心压缩机防喘振控制系统探讨离心压缩机防喘振控制系统探讨 离心压缩机是工业生产中的关键设备，它具有排气压力高，输送流量小的优点。但离心压缩机也存在一些缺陷，例如：稳定工作区域窄，容易发生喘振等。喘振对压缩机的危害极大，为了保证压缩机的正常运行，必须配备控制系统来防止喘振的发生。随着计算机控制技术的发展，防喘振的控制手段和控制品质都得到了提高，但是始终存在两方面的问题需要解决:其一是经济性问题:防喘振控制导致大量气体回流，造成能量浪费。其二，防喘振控制品质问题:有些控制系统控制回路单一，没有考虑可能发生的其他因素，导致控制质量不好，不能最有效、及时地防喘振。针对以上问题的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ：针对以上问题的解决方案： 首先，改进了常规的基于Pl控制的防喘振算法，附加了“阀跳变”和非线性两种控制，其中“阀跳变”能够使控制器在原来输出的基础上阶跃某一开度（盘旋域度），非线性控制在防喘振过程中能动态的改变Pl控制器的比例增益和积分时间常数（参数自整定），与以往的控制算法相比，控制器反应更加迅速，能够更快和更有效的防止喘振的发生。 其次，附加了入口压力控制和出口压力限制的辅助控制策略，通过调节汽轮机转速来牢牢的控制住入口压力，进而对出口压力起到了控制作用，同时出口压力限制又进一步的起到了保护作用。一般喘振发生前会引起压力的变化，通过调节转速来维持压力恒定，从而抑制了喘振的发生，与传统的阀放空调节相比，节能效果明显。另外，运用通用性能曲线解决了入口条件对喘振的影响。离心压缩机的性能曲线 ：离心压缩机的性能曲线 ： 离心压缩机的运行工况常常发生变化。为了反映不同工况下压缩机的性能，通常把在一定进气状态下对应各种转速、进气流量与压缩机的排气压力、功率及效率的关系用曲线形式表示出来，这些曲线就称为压缩机的性能曲线。对于工业用压缩机，性能曲线一般只给出排气压力或压比、功率与流量的关系。 性能曲线用数学关系式表示为: 式中，Qa为压缩机进气容积流量;G为质量流量;，n为压缩机转速; 压缩机出口和进口压比。性能曲线的获取方法：性能曲线的获取方法： 离心压缩机的性能曲线可以通过计算方法、试验方法和试验计算方法相结合的方法来获取。但是由于计算中需要做出这样或那样的假设，因此计算结果必然是近似的，因此，有时可靠和更为准确的特性曲线还是要通过整机试验来获得。 试验时，当压缩机转速在一个转速下稳定运行后，调好一个流量，维持转速不变，待各参数稳定后，再测量并 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 所有测量点的数据。如此测量相应于不同流量下各测量点数据，经过整理，就可以绘成在这一个转速下的特性曲线。改变压缩机的转速，按上述方法进行，又可以得到其他转速下的流量特性曲线，以至整个转速范围内的全部特性曲线。如此获得的特性曲线是在特定的进气条件下得到的。显然，进气条件发生变化，特性曲线也要发生变化。 利用相似原理，可以得出不随进气条件变化的通用性能曲线 压缩机性能曲线是压缩机变动工况性能的图像表示，它清晰的表明了各种工况下的性能，稳定工作范围，是操作运行、分析变工况性能的重要依据。 离心压缩机的管网特性 离心压缩机的管网特性 离心压缩机在使用时，总是和其他设备管道联系起来，和驱动机用传动机构连接起来，构成一个统一的系统。通常把为输送气体连接压缩机的管道、容器等全套设备，包括进、排气管线，称为管网。 离心压缩机究竟在哪个工况下稳定运行，显然不仅取决于离心压缩机本身的性能，而且还取决于管网的特性。压缩机入口气体压力为Pi，经过压缩机增压至Pd，再经过管道排出，压力下降到Pr。 管网设备和压缩机的联系是气体联系，压缩机和管网的关系是气体供求关系，供求要相当，即压缩机的输气量G和管网的流量Gr相等，经过压缩机增加的气体压力恰好等于管网的阻力降，或者说压缩机的排气压力等于管网的入口压强Pr。满足这些条件，压缩机和管网就能稳定运行。总的来说，压缩机的稳定运行条件为: G = Gr Pd =Pr 管网的特性曲线和压缩机的特性曲线的交点恰好能满足上述的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，这就是压缩机和管网的联合运点。 压缩机和管网的联合运行点：压缩机和管网的联合运行点：null 如图中的A点就是管网和压缩机在n1下性能曲线的交点，相应这点的流量和压力分别为Ga和Pda。如果管网流量和压力减少了，例如减少到Gb，相应的压缩机排气压力为Pdb，则这时联合运行点为B点，压缩机的转速为n2。 正是由于联合运行点是压缩机性能和管网特性所共同决定的，所以正确设计、确定管网的性能对压缩机的运行是非常重要的。 管网的阻力特性是由管道和所连接设备的阻力特性所决定的，例如由压力容器和连接管道组成的管网，阻力特性可以用以下关系表示: 式中，Pr为容器中气体压力;Q为管网的体积流量;A为管道阻力计算系数。从此式子可以看出，如果接管很短，则管网阻力主要由容器气体压力来定，即 ，在图上显示一条水平线，如果容器压力低，接管长，则 ，在图上显示一条抛物线。 压缩机与管网的关系：压缩机与管网的关系： 离心压缩机在运行时要适应管网的要求，一般来说管网的要求可以分为三大类:其一，流量改变但要求气体压力维持不变，满足这类要求的调节常称为定压调节;其二，压力改变时，流量维持不变，这类调节常称为定量调节;其三，压力和流量按一定规律变化。 离心压缩机运行时，为适应不断变化着流量或压力的管网要求，压缩机也应该不断改变着排气压力和流量，也就是要不断改变运行工况。改变压缩机运行工况是由压缩机本身和管网特性共同决定的，因此，压缩机的调节方法既可以借助改变压缩机的特性曲线，又可以借助改变管网的特性线或者两者同时改变来实现。压缩机的故障诊断：压缩机的故障诊断：离心压缩机在运行中受到许多因素的影响，如仪表可靠度、操作、维修等，都会影响到机组的正常运行。常用的常规监测控制仪表故障率较高，导致设备的故障率居高不下，每年要花费大量资金用于设备零部件更换。因此对压缩机组进行状态监测、故障诊断与预测维修，是实现设备安、稳、长、满、优运行的重要保证，也是提高设备现代化管理的重要手段 。 故障诊断系统引入的监测参数主要包括振动、位移、速度、出入口流量及压力，轴承温度等，实现了多参数综合诊断，提高诊断的准确度。系统引入了大量的热工仪表监测参数，包括轴瓦温度、进排气温度、压力、液位等，实现了设备状态的全参数监测诊断。这样做的优点是将仪表监测和故障诊断合二为一，更方便机组的运行操作和状态监测而且节省投资。本文的研究意义本文的研究意义离心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。其安全运行与整个装置的可靠性直接影响着经济效益，因而成为倍受关注的心脏设备。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，但是它本身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，可以说离心压缩机的控制是一个比较复杂的领域。因此设计一个可靠及时的控制系统对压缩机的稳定运行起着决定性的作用，自动化程度高、性能更加完善、可靠性更高的控制系统可以极大的提高经济效益和压缩机的运行年限。null 随着计算机技术的发展，压缩机的控制技术有了很大的提高，但是纵观中国，无论是在压缩机的制造还是控制方面都远远落后于世界先进国家，大部分的工业要害部门都使用着外国进口的压缩机和控制系统，同时也带来了技术上和设备维护、修理方面的诸多问题。因此，要想改变我国在这方面的落后状况，我们就必须在现有条件的基础上，努力学习，积极吸收国外先进思想和技术，勇于创新，开发出自己的先进控制系统。这对于改变我国落后的工业控制面貌是至关重要的，这不仅在技术上，还有经济上都会给企业带来巨大的效益。离心压缩机控制系统的现状 离心压缩机控制系统的现状 离心压缩机的基本控制要求是在压缩机安全平稳运行的情况下，充分利用压缩机的工作区域，在工艺要求的压力和流量范围内，工况稳定可靠，操作方便，自动化程度高。 控制系统尽可能地将压缩机系统的工作状态实时展现在操作人员面前，便于操作人员了解，并对运行数据进行存贮，以备查询和分析。当由于某些原因导致压缩机即将出现不稳定时，控制系统应该能及时预测到不稳定性的发生，通知操作人员，并针对不同情形，自动采取措施，做出及时有力的动作，确保压缩机回到正常的工作轨道上来。null因此，如何设计离心压缩机控制系统是一个非常重要的问题，从以下三方面来阐述离心压缩机控制系统的设计现状: (l) 控制系统硬件平台的选择。目前国内仍有很多企业的压缩机控制系统以经典控制理论为基础，采用模拟调节器，对其运行中的有关参数如排气量、排气压力，分别作必要的调节，构成单回路的并联控制系统，控制件也多为机械式的双位或比例调节器以及一些保护继电器。这种控制系统模式虽然能对参数进行一定的调节，以保证装置正常安全运行，实现必要的工艺要求，但调节器难以适应大的负荷变化和工况变化，更顾及不到机组总体最佳的节能运行。随着计算机技术的迅猛发展，有可能利用微信号处理机或计算机来完成更高的控制要求，在许多情况下可以利用可编程控制器PLC来实现。 当今压缩机防喘振系统已经采用这种控制系统。 null (2)控制系统软件开发平台的选择。很多国外进口的压缩机组，供货商都会一并提供配套的控制系统，针对性比较强，控制效果比较理想。也可以购买第三方厂家的通用工控组态软件来直接进行上位机监控系统的开发，这样可以缩短开发周期，但无疑增加了成本。还可以选择自行设计开发专用于离心压缩机组控制的软件平台，这需要开发人员对压缩机组的特性有比较好的了解，需要较长的开发时间，但是适当降低了成本。 (3)控制策略的选择。这是压缩机控制系统设计中最重要的问题。在防喘振数字直接控制中，最基本的方法仍然是采用最小流量控制，但是可以针对不同的情形采用不同的对策。近年来发展起来的模糊控制、鲁棒和神经网络控制技术，为压缩机的智能控制奠定了基。离心压缩机组工艺流程回路复杂，需要监控的参数众多，涉及到水路、油路、气路的压力、温度和流量控制，以及机组的防喘振控制，机组振动和温度监控，对汽轮机驱动的压缩机机组来说，更是集汽轮机控制、压缩机性能控制和防喘振控制系统等多个系统于一体，显然，传统的控制方法难以满足上述控制要求，因此采用先进PDI控制技术是离心压缩机控制的必然选择。喘振现象 喘振现象 离心压缩机流量减少时，随着旋转失速的产生和发展，可能出现另一种不稳定的工况现象，离心压缩机的气体流量和排气压力周期性地低频率，大幅度地波动，引起机器强烈的振动，这种现象称为压缩机的喘振 喘振现象通常具有如下宏观特征:喘振现象通常具有如下宏观特征:(l) 压缩机工作极不稳定，排气压力，流量等参数脉动大。 (2) 喘振有强烈的周期性气流噪声，出现气流吼叫声。 (3) 机器强烈振动。机体、轴承等振幅急剧增加。 压缩机是不允许在喘振条件下运行的，因为危害很大。它会损坏压缩机部件，破坏机器的安装质量，引起机器在以后运行中振动加剧，使一些仪表失灵或仪表准确性降低 影响喘振的因素 :影响喘振的因素 :实际运行中引起喘振的原因很多。除了内部流动情况因失速区的产生与发展结果引起喘振外，从外部条件来分析，即从压缩机与管网的联合运行来分析，管网流量、阻力的变化与压缩机工作不协调应是引起压缩机喘振的重要原因。这种工作不协调可以分为两点:第一，压缩机的流量等于或小于喘振流量;第二，压缩机排气压力低于管网气体压力。因为联合运行点是由压缩机特性线和管网特性线共同决定的，如果联合运行点落在压缩机特性线的喘振区就会出现喘振。实际运行中，引起运行点变化的情况很多，凡是运行中压缩机特性线下移(如进气压力降低、进气温度升高、进气分子量减少)或管网特性线上移，或者两者同时发生，或减量过多，使联合运行点落入喘振区的都会引起压缩机喘振。开车过程中升速、升压不协调，如升压太快;降速、降压不协调，如降速太快都可能引起压缩机喘振。影响离心压缩机喘振的因素不是单一的，往往是多种因素综合作用的结果，主要因素如下:(l) 转速变化对喘振的影响(l) 转速变化对喘振的影响离心式压缩机转速变化时，其性能曲线也将随之改变，当转速提高时，压缩机叶轮对气体所做的功将增大，在相同的容积流量下，气体的压力也增大，性能曲线上移。反之，转速降低则使性能曲线下移。对应不同转速，喘振流量也不同，当转速增大时，喘振流量也增大，即随着转速的增大，喘振线向大流量区移动，这一结论已被人们所公认。(2)进气状态对喘振的影响(2)进气状态对喘振的影响在石油化工生产中，在工艺条件波动的情况下，压缩机进气温度、压力、气体组分的变化都会引起压缩机性能曲线及喘振点的变化。压缩机提供给气体的能量或压缩功可用如下公式来描述: 式中，h为多变压缩能量头，m为多变指数，T1为进气温度，P1、P2分别为进、排气压力，R为气体常数且R=8314/M，M为气体分子量。null同一台压缩机压缩同样容积流量的气体，压缩机给气体提供的能量h不变，多变指数m不变。那么，进气温度不增大、进气压力君降低，分子量M减小，都会引起排气压力几的降低，可定性地得出:进气温度不增大、进气压力只降低、分子量M减小都会使压缩机性能曲线下移。设压缩机入口流量计孔板差压为h:，则入口容积流量为: 式中，K为流量计流量系数，由孔板尺寸决定，ρ1为压缩机入口气体密度，ρ1=P1/RT1。由此可知，在相同Hs下，进气压力P1的降低，进气温度T1的增大和气体分子量M的减小都会引起实际入口流量Qv的增大。所以实测的喘振流量Qmin将随着进气压力P1的降 低，进气温度T1的增大或气体分子量M的减小而增大。(3)管网特性对喘振的影响(3)管网特性对喘振的影响null离心式压缩机的工作点是压缩机性能曲线与管网特性曲线的交点，只要其中一条曲线发生变化，则工作点就会改变。管网阻力增大(例如压缩机出口阀关小)，其特性曲线将变陡峭，致使工作点向小流量方向移动，如图.22所示。当工作点由A移至A’时便进入了喘振工况区。管网容量越大，喘振的振幅越高，频率越低，喘振越严重，破坏性越强。喘振的频率大致与管网容量的0.56次方成反比。另外，管网的容量对压缩机的喘振流量也有影响，有些人对一台小型低压离心式压缩机的喘振试验表明:管网的容量对喘振点的影响很大，容量大时喘振点流量也增大，压缩机系统的稳定性变差。(4) 结构参数对喘振的影响(4) 结构参数对喘振的影响 离心压缩机结构参数的变化直接影响其性能曲线，从而使喘振流量改变。 ①入口导叶开度对喘振的影响①入口导叶开度对喘振的影响离心压缩机入口导叶开度的变化会引起压缩机性能曲线的变化，同时喘振流量也随之改变。根据欧拉方程式，可知叶轮对单位气体所作的理论功h为: 式中， 分别为叶轮的进、出口圆周速度， 分别为叶轮的进、出口气体圆周分速度。 由上式可知，当转动入口导叶，使进入叶轮的气体方向发生改变时，即 改变时会使叶轮对气体所作的功h改变，从而致使压缩机性能曲线发生变化。若增大 ( >0时称为正预旋)，则h就减小，性能曲线也就下移。对某一台离心压缩机进行的进气预旋试验表明:随着导叶预旋角由负增大到正，压缩机性能曲线将向左下方移动，喘振流量也将减少。②叶轮结构对喘振的影响②叶轮结构对喘振的影响叶轮是离心压缩机中的惟一做功部件，叶轮的结构对压缩机的喘振流量有直接影响，但由于叶轮结构参数的变化对压缩机性能的影响较复杂，目前在叶轮结构对喘振的影响方面的研究还较欠缺。叶轮结构参数中的出口安装角 ，对压缩机的性能有着决定性的影响。 小的叶轮(水泵型叶轮)所构成的级，性能曲线所对应的喘振流量较小，因此抗喘振性能较好。此外，压缩机的喘振性能还与叶道设计的是否合适有关。如果叶道设计得不好，在同样的流量下，若其边界层分离损失很大，则即使 较小，也不一定会使喘振流量较小。③扩压器结构对喘振的影响③扩压器结构对喘振的影响离心压缩机中扩压器是一个与叶轮几乎同等重要的部件。扩压器的型式对于喘振工况和阻塞工况有很大的影响，是决定压缩机稳定工况范围的重要因素。离心压缩机中扩压器可分为:无叶扩压器和叶片扩压器。通过对某一台小型离心压缩机中的不稳定流动进行测量，得出无叶扩压器半径比对喘振流量有较大影响:半径比小，喘振流量大，压缩机容易喘振。对于叶片扩压器，一般认为:当减小叶片扩压器进口安装角时，可使压缩机性能曲线大幅度地向小流量区偏移，喘振流量大为减少，同时压缩机性能曲线离心压缩机防喘振控制系统研究近似平移，其最高效率和能量头基本不变。通过实验研究认为:通过调小叶片扩压器进口安装角，以及采用机翼型和等厚型叶片扩压器均能有效地使离心压缩机性能曲线在一定范围内向小流量工况区偏移。喘振控制技术 喘振控制技术 由于喘振的危害性，所以防止喘振和抑制喘振的发生，一直是长期研究的重要课题，有许多行之有效的方法。归纳起来分为两类:一是在压缩机本体设计时采取的，以扩大稳定工况范围为目的的;二是针对压缩机运行条件即从压缩机与管网联合运行上采取的。 第一种方法中，对于离心式压缩机在设计上采取的措施，一是在气动参数和结构参数的选择上，如采用后弯式叶轮，无叶扩压器，出口宽度变窄的无叶扩压器等。二是在设计时采用导叶可调机构。 第二种方法是普遍采用防喘装置。一方面设法在管网流量减少过多时增加压缩机本身的流量，始终保持压缩机在大于喘振流量下运行;另一方面就是控制压缩机的进出口压力 喘振被动控制技术 喘振被动控制技术 离心压缩机特性曲线表明，压缩机稳定运行范围的最小流量极限是喘振线，因此，为使压缩机稳定运行，当管网流量减少到这个限定时就有可能发生喘振，因而喘振控制的目的就是避免压缩机出现喘振。设定一条喘振控制线，通常将喘振线右移5%一10%流量，其目的就是当管网流量小于喘振控制线流量时，还保持压缩机运行点始终在稳定区域内，将多余的流量放空或回流，使压缩机稳定运行。早期的防喘振控制系统是模拟量控制系统，随着数字控制系统的发展，防喘振控制系统发展为微信号处理机或计算机控制系统和可编程控制器PLC控制系统。在一般情况下，负荷的减少是压缩机发生喘振的主要原因，因此，要确保压缩机不出现喘振，必须在任何转速下，通过压缩机的实际流量都不小于喘振流量，最基本的控制方法是最小流量限控制，根据不同的应用场合，这种方法又可以分为2种:固定极限流量和可变极限流量.①固定极限流量法①固定极限流量法如图2.3所示，让压缩机通过的流量总是大于某一定值流量 ，为保证在各种转速下压缩机均不会发生喘振，选取最大转速下的喘振极限流量值为的值 ，当不能满足工艺负荷需要时，采取部分回流，从而防止进入喘振区。null固定极限流量防喘振控制具有实现简单、使用仪表少、可靠性高的优点。但当压缩机低速运行时，虽然压缩机并未进入喘振区，而吸气量也可能小于设置的固定极限，旁路阀打开，气体回流，造成能量的浪费。这种防喘振控制适用于固定转速的场合。②可变极限流量法②可变极限流量法可变极限流量是防喘振控制在整个压缩机负荷变化范围内，设置极限流量跟随着转速而变的一种防喘振控制，如图2.4所示。实现可变极限防喘振，关键是确定压缩机的喘振极限方程。喘振主动控制技术 喘振主动控制技术 见后面介绍TS3000的章节防喘振控制要点 防喘振控制要点 通过确保任何时候压缩机有足够小的容积流量能够预防喘振的发生。否则必须打开回流阀以补充这个流量差。防喘振保护控制也不能过早地动作，否则将引起能量的损耗。 从控制工艺的观点来看，最令人感兴趣的方面是系统的动态性能。流体失速能很快的引发喘振。目前还没有在价格上可以接受的工业仪表来直接测量喘振，因此控制系统必须能识别喘振极限线有否被越过。为此，通常人为地在喘振线右侧设定一条控制线，其形状与喘振线一致，但与喘振线相距5%一10%的流量量程值。该距离越小，打开阀的机会就越小，能量损失越少，但对控制系统、阀门的响应时间要求越高。该距离越大，打开阀的机会就越大，越能保证机组的安全，但能量损失越大。 为了保证有效的防喘振还要非常重视回流阀的动态响应和回流回路的响应时间。回流阀和控制器的性能数据对喘振极限范围内压缩机的整个动态行为有很大的影响。当压缩机紧急停车时，一般要求回流阀从全关到全开的时间大约在1S一2S，高性能的阀门大约在0.5S。只要很小的开度就足以保证压缩机恢复至稳定可靠的工作状态。从全开到全关，由于需要克服流体阻力约需10S，不能太快，以求平稳。除设备相关的方面之外，选择和执行的这些控制规则在可达到的控制质量上有一个决定性的影响。null 入口温度和气体成分的波动对喘振极限线的位置有很大的影响。我们应该仔细斟酌这些极限值，虽然它们能够用一种可靠精确的方式来防止喘振的发生，但是同时不应该引起工作区域不必要的减少。必须确保影响极限值的不确定参数尽可能的少。而且，要求采用的算法合理的影响那些影响极限值的参数。 综上所述，包含了设备工艺的所有规则，控制器结构，考虑的关于压缩机特性，负载的过程特性以及压缩机装置设计的知识对于控制系统的质量来说是决定性的，因此控制方案必须精心设计。 早期的离心式压缩机配备的性能控制及防喘振控制系统都是比较简单的模拟量控系统，控制性能不好。防喘振控制系统通常采用单参数控制系统，防喘振回路由流量示控制器控制旁通阀，当管网流量小于或等于最低流量限时，开启旁通阀，使部分气回流到压缩机入口管线或者放空，增加通过压缩机的流量，防止喘振的发生。该类防系统存在两方面的问题。其一是不经济:因为规定的最小流量极限只有一个，没有考不同转速下具有不同喘振限流量从而在防喘振控制实行中有部分气体本不需要回流，进行旁路回流造成能源的浪费。其二，由于控制回路是一简单的模拟量回路有许多因无法考虑，防喘振控制质量不好，不能最有效地防喘振。null 现在运用数字直接防喘控制系统，以取代先前的防喘振控制系统。其中包括多个控回路，较好的考虑了压缩机运行中可能发生的因素，从而提高了防喘振的安全可靠性。 用多参数控制系统可减少能源浪费[18]。与单参数控制系统比较，节能效果明显，并改了防喘振控制品质。此外，在离心压缩机综合控制系统中利用解藕技术很好地处理了喘振控制与性能控制或多个防喘振回路之间的协调关系。nullThe Advantage of TS3000 Integrated Turbine Compressor Control System (ITCC) TS3000综合透平压缩机组控制系统的特点- 与传统控制器比较nullThe Dis-Integrated Control System 传统的分散控制系统nullTRICONEX TS3000 (ITCC) TRICONEX TS3000（透平压缩机综合控制系统）The advantage of Integrated control system 综合控制系统的优势The advantage of Integrated control system 综合控制系统的优势Lower procurement costs 低成本 Lower engineering costs 低 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 费用 Lower installation costs 低安装费用 Reduced space requirements 减少安装空间 Lower field instrumentation costs 现场仪表费用低 No controller-to-controller communication delays 没有各种单功能控制器之间通讯的时间延迟 No interconnection of controllers required 没有各种单功能控制器之间繁琐的连接The advantage of Integrated control system 综合控制系统的优势The advantage of Integrated control system 综合控制系统的优势Single hardware platform training 独立的硬件平台 Single programming software training 独立的编程软件 Common platform with ESD, Burner Management systems ESD，加热炉管理系统的公共平台 Not a “black box” 不是“黑匣子” Easy to program and make changes 容易编程和修改程序 Seamless coordination of 如下控制是同等的 Turbine control 透平控制 Compressor surge control 压缩机喘振控制 Capacity control 负荷控制 Steam system control 蒸汽系统控制 TS3000控制系统在实际应用与日常维护中的优点 TS3000控制系统在实际应用与日常维护中的优点基于SIL3级可靠的硬件平台 在不停车的情况下在线维护 系统的扩性适应单机组或多机组控制 灵活的机组控制软件包 1. 机组公用软件 2. 防喘振控制软件 3.调速软件 4.多机功用 软件组态向用户开放,不是黑匣子 调速、防喘、负荷协调控制（协调的概念和目的） 良好的人机界面 The function of TS3000 system TS3000系统的功能The function of TS3000 system TS3000系统的功能1、 Steam turbine speed control 汽轮机调速控制 2、 Steam turbine overspeed protect 汽轮机超速保护 3、Compressor Anti-Surge control 压缩机组防喘振控制 4、Performance Control, main and assist machine technics parameter monitor 机组性能控制、主机及辅机的工艺参数监控 5、 Turbine axletree position, temperature and vibration monitor 机组轴承位移、温度、振动监控 6、Sequencing Control 顺序控制 7、The interlock logic control of the turbine and unit. 机组和装置的联锁逻辑控制nullTS3000 triple-modular redundant fault-tolerant control system TS3000 三重冗余容错控制系统Communication with other system 与其它系统通讯功能Communication with other system 与其它系统通讯功能nullSpeed control Strategy 速度控制策略Accurate speed measure- within 0.01% 精确的速度测量—测量精度0.01% Critical Speed avoidance 临界速度控制 Multiple warm-up hold points 多段暖机设定点 Magnetic Speed Pickup Selection Block 电磁速度探头的选择 Each PI module can connect 8 speed signal 每块PI卡可以接8路速度信号 Mid-select for 3 or more speed signals 3个速度探头则采用中值 High-select for 2 speed signals 2个速度探头则高选Speed Measurement 转速测量Speed Measurement 转速测量Speed Select Block 转速选择模块Speed Select Block 转速选择模块nullSpeed control logic when ready to start 起机时机组转速控制的逻辑nullTypical turbine start up curve 典型的机组起机曲线nullSequence mode 方式设定 Description 描述 0 Shutdown 停机 1 Ready to Start (Standby) 准备启动 2 Warmup 暖机 3 Acceleration 升速 4 Run (No load rated speed to maximum control speed) 正常操作 5 Overspeed Trip Test 超速试验Steam turbine start-up sequence description 蒸汽轮机起机顺序nullSteam turbine start-up sequence description 蒸汽轮机起机顺序Turbine Auxiliaries Control 汽轮机辅助控制Turbine Auxiliaries Control 汽轮机辅助控制Condenser Level Control 冷凝器夜位控制 Oil system monitoring 油系统监视 Reservoir level 油箱液位 Oil filter differential pressure 过滤器差压 Oil header pressure monitoring 机头油压监视 Spare oil pump start/stop 辅油泵启/停 Oil pressure alarm and trip 油压报警和跳车Turbine Auxiliaries Control 汽轮机辅助控制Turbine Auxiliaries Control 汽轮机辅助控制Vibration monitoring 振动监视 Thrust monitoring 位移监视 Steam header pressure control (PRV) 机头压力控制 Bearing temperature monitoring 轴承温度监视 Steam sealing system control 蒸汽密封系统控制nullAnti-Surge Control 防喘振控制Compressor briefness sketch map 压缩机简单示意图Compressor briefness sketch map 压缩机简单示意图Anti-Surge Control 防喘振控制Anti-Surge Control 防喘振控制Universal Surge Line 通用的喘振曲线 Anti-Surge Control characteristic 防喘振控制特性 Automation increase safety margin 自动增加安全域度 Setpoint track function 设定点跟踪功能 Speedily open and slowly close the circumfluence valve 回流阀快开---慢关控制功能 Special Surge Override Function 独立的比例控制功能 Speed coupling control 速度耦合控制nullCompressor characteristic 压缩机特性典型的压缩机曲线nullCurrent Surge curve 通用的喘振曲线 nullTypical compressor efficiency curve 典型的压缩机效率曲线nullCompressor capability curve 压缩机工作性能图nullCompressor capability curve calculate 压缩机性能曲线的计算Needed parameter: 需要的参数 The originality data when the compressor manufacture 压缩机制造原始数据 Work curve 工作曲线 Surge test date 喘振测试数据nullPerformance Curve Development 性能曲线开发Select points along surge curve 沿喘振线选择设定点nullCalculate Performance Data 性能计算数据nullTwo compressors parallel run 两台压缩机并行运行nullAnti-Surge control logic 防喘振控制逻辑 防喘模块方框图 防喘模块方框图 Setpoint track 设定点跟踪技术Setpoint track 设定点跟踪技术Surge Override Function 比例功能Surge Override Function 比例功能nullCompressor efficiency monitor 压缩机效率监测Using capability curve 利用性能曲线 Real time efficiency track 实时效率跟踪 Monitor time alternation optimize 监测时间间隔优化 Turbine/compressor forepart fault alarm 透平/压缩机早期故障报警实例 结合程序讲述调节过程实例 结合程序讲述调节过程一 调速程序简介 ×××请参考升速曲线 启动顺序由一系列方式和状态来组成，系统中的顺序逻辑指定在任何当前方式下程序将会进入某种方式。以保证确定的程序进程以及在某一特定机械设备故障情况下采取的动作。 如果启动程序选择自动升速方式，透平转速将沿升速曲线自动上升。 如果启动程序选择手动升速方式，可由现场就地盘升速/降速操作按钮，或操作画面升速/降速按钮来执行。程序将按事先确定的升/降速速率进行，不再考虑预定的暖机停留时间。null**调速程序简介 调速程序主要由以下几个部分组成： 1).开机顺序程序. 完成模式的控制和选择。 2).目标值程序. 完成在相应的模式下选择对应的最大\最小目标值。 3). 爬坡速率程序. 完成在相应的模式下对应升降速速率的选择。 4). 实际设定值生成程序. 依据在相应模式下的目标值和速率生成实际的给定值。 例如:在模式由2变成3时,其最大目标速度由0变为1500 RPM,速率为300 RPM/M，则实际设定值由0 RPM按照300 RPM/M的速率升到1500 RPM. 当模式由3变成4时,其最大目标速度由1500 RPM变为4000 RPM,则实际设定值由1500 RPM按照300 RPM/M的速率升到4000 RPM。null5).调速器控制输出程序 主要由VPID功能快来完成,其功能与常规调节器类似.但它只采用自动方式,输出加有模式小与2,强制输出为0,转速<1000RPM时输出最大为40%的限制. 详细介绍见功能块说明. 注意： i、机组在升速过程中，无论在手动还是自动操作模式时，通过临界区时，均强制自动操作通过，待通过临界区后恢复正常升速。 ii、 汽轮机单机超速试验时，注意：只有在停机时，iMODE<2. 按超速试验按钮，否则不可以超速试验。超速试验时，分电子超速和机械超速试验，在电子超速状态下，不能做机械超速，因为电子超速的量程范围被限制，只有在机械超速试验状态下，才可以机械超速试验（量程范围被扩大）。二、机组速度控制的过程(见画面,具体见逻辑图)二、机组速度控制的过程(见画面,具体见逻辑图)（一）、汽轮机主气门的静态测试：（一）、汽轮机主气门的静态测试： 汽轮机主气门的静态测试工作只有在模式小于等于1时进行，大于1和权限不够时失效且不可见，具体做法如下： 1 在模式小于等于1时，按气压机调速画面的静态测试按钮，弹出静态测试画面如下：null2 做静态测试之前请详细阅读画面中的说明后，按静态测试按钮。 弹出“静态测试”、“取消测试”、“取消”对话框，选择你想进行的操作。 若按“静态测试”则进入静态测试阶段，可以通过游标或数字输入的方式改变去电液转换器的电流值，从而改变主气门的开度。 5 测试完毕请按“取消测试”后，再按画面中的推出按钮。 （二） TS3000系统控制的特点 （二） TS3000系统控制的特点 TS3000系统针对汽轮机的特点采取如下控制措施； 机组启动过程的速度控制 TS3000系统针对汽轮机在启机过程中所处的不同状态来实现机组的速度控制，TS3000系统将机组在启动运行中定义了8种运行方式，表示各种运行状态，各方式控制程序的定义如下：（见下图） 方式描述： Mode 0 Turbine Shutdown 系统停车 Mode 1 System Reset 系统复位 Mode 2 Ready-to-Start 准备启动 Mode 3 Warm-up 1 暖机 1 Mode 4 Warm-up 2 暖机 2 Mode 5 Accelerate 升速 Mode 6 Run 运行 Mode 7 Normal Shutdown 正常停车 Mode 8 Over-speed Test 超速试验 null启动顺序由一系列方式和状态组成，TS3000中的顺序逻辑指定在任何当前方式下程序将会进入某种方式。以保证特定的程序进程以及在某一特定机械设备故障情况下采取的动作。 如果启动程序选择自动升速方式，透平转速将沿升速曲线自动上升。 如果启动程序选择手动升速方式，可由现场控制盘升速/降速按钮或HMI上的升速/降速软按钮来执行。系统默认为 HMI若由现场控制盘升速/降速按钮进行升速和降速,则通过HMI上的就地盘/控制室选择开关来实现.nullMode 0： 系统停车或联锁动作就是方式0。 Mode 1： 联锁信号解除，经复位后，系统进入方式1, 此时速关阀启动（速速关阀）。防喘振调节阀电磁阀带电，此时可以用手动控制输出控制防喘振调节阀的开度，此步可以完成防喘振调节阀的静态测试。此步也可以完成主汽门的静态测试，按调速画面中的静态测试按钮，弹出静态测试画面，注意：此按钮只有在模式小于等于1时可见且有操作权限。静态测试完毕，请按取消测试按钮后再按推出按钮，退出静态测试画面。 3. Mode 2： 具备启动条件后,系统进入方式2。系统动作如下： *就地允许启动灯亮。nullnullnullMode 3: 上述条件满足后，按下“启动”按钮（透平启动）后，系统进入方式3。系统动作如下： 当选择自动升速方式时，目标设定值(第一暖机转速为:1500转/分)为暖缸转速，当前设定值按既定斜率爬坡到目标设定值。当实际转速到达1500转/分时,进行暖缸。暖缸分冷暖和热暖两种方式, 冷暖时间为45分钟, 热暖时间为20分钟。自动/手动方式升速速率可设置 (目前为: 5转/秒)。 机组升速沿预定曲线上升。 手动方式下选择就地盘方式，就地盘操作指示灯亮。此时就地盘按钮有效, HMI按钮失效。 手动方式不考虑暖机时间。 手动方式时一旦松开升速/降速按钮，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。 如果选择了自动方式，目标设定值为暖缸转速，转速达到暖缸转速时将启动暖机定时器。定时时间到，进入MODE 4。进行二阶暖机。第二暖机转速为: 4000转分, 暖机时间为: 20 分钟。手动方式将直接进入MODE 4。 如升速方式是自动，在HMI上切为手动，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。nullMode 4: 方式4中当自动时，暖机时间到则自动从暖机1进入暖机2状态，系统动作如下： a. 升速控制器自动方式时目标设定值，当前设定值将向目标设定值爬坡。如升速方式自动，在HMI上切为手动，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。操作人员可用手动按钮升速/降速来恢复升速/降速。 b. 如选择手动方式（可选择就地盘或HMI），并选择升速/降速按钮，当前设定值将按固定升速率靠近目标设定值。 手动方式下选择就地盘方式，就地盘操作指示灯亮。 手动方式不考虑暖机时间。 手动方式时一旦松开升速/降按钮，目标设定值将同于当前设定值，暂时停止升速/降速。 nullMode 5: 系统自动进入方式5。动作如下： a 临界区设置，在该范围，控制器以较快的速率升速/降速。如在临界区由自动切手动，将被禁止，一旦走出临界区，目标设定值将同于当前设定值，暂停升速/降速 b 任何联锁停车将使系统回到MODE 0。 Mode 6: 系统自动进入方式6。系统动作如下： 一旦进入方式6，目标设定值限制在当前方式最大/最小设定值之间。 a. 给定值限制在当前方式最大/最小设定值之间，超过将不接受。 b. 任何联锁停车将使系统回到MODE 0。null Mode 7: 在方式6状态下，以管理员以上身份进入系统，按下“正常停车”按钮后自动进入方式7，系统动作如下： 系统会慢慢把转速降下来，可在1500转/分停留2分钟时间，然后停车。 Mode 8: 在方式2状态下，以管理员以上身份进入系统，按下“超速试验”按钮后自动进入方式8，系统动作如下： nulla. 此时需要在现场手动升速。 b. 按下“超速试验”时，转速在大于15611转/分（105%NE）时跳车。 c. 按下“机械试验”时，转速在大于16511转/分（110%NE）时跳车。 d. 若想取消超速试验，请按“超速试验”弹出对话框的“取消试验”按钮。(三) 压缩机防喘振控制(见画面,具体见逻辑图)(三) 压缩机防喘振控制(见画面,具体见逻辑图)null防喘振控制 在完全手动状态下gMANUAL 置1，输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上给出，当在半自动状态下，手动控制时，喘振控制优先。 本程序喘振控制模式采用压比rPRATIO（Pd/Ps 纵坐标）对能力rHX（h/ Ps 横坐标）组成的坐标曲线，具体参数如下： 入口流量： FI5119 0----90000m3n/min; 出口压力： PI5122 0----16 MPa； 入口压力： PI5121 0----12 MPa； 入口温度： TI5165_1 0----100 C； 喘振线 X 0.0 8.16 10.86 13.96 17.44 25.55　 Y 1.0 1.12