基于ITCC的压缩机防喘振控制系统

　　压缩机组在化工生产过程中的作用是提高工艺介质的压力以改变物料的物理状态。一旦机组故障将导致整个工艺流程停止，无法继续进行。压缩机组在工厂整个生产过程中占据着重要地位。其必须具有一套完整的实时监测与保护系统，良好的监控系统能够及时发现并解决机组的异常情况，必要时刻紧急停车对设备进行保护，防止事故的进一步扩大。

　　压缩机组的控制主要包括透平调速、压缩机防喘振控制、压缩机透平的振动位移监视保护和过程Control）系统是一套集压缩机的透平调速控制、防喘振控制、性能控制、抽气控制、自保联锁逻辑控制为一体的综合控制系统。与传统的压缩机组控制方案相比，它具有更高可靠性，功能强大，组态灵活，操作容易等优点。

　　基金项目：甘肃基金名称基于虚拟技术的自动化控制实训室主要从事生产过程自动化专业的教学和科研工作。

　　喘振是离心式压缩机的固有特性。当负荷下降到一定的数值时，气体的排送量会出现剧烈的振荡，气体流量和排气压力周期性地低频率、大振幅地波动‘机身亦随之发生剧烈振动’这种现象称之为喘振。

　　如何防止喘振的发生，先分析离心式压缩机的特性曲线，如所示，从图中可以看出，在每种转速下都有一个ft/外值*高的点。将不同转速下的*高点连接起来就可以得到一条所谓的喘振边界线，即喘振线（SL）。边界线左侧阴影部分为不稳定的喘振区，边界线右侧则是安全运行区。在2转速下，负荷大于压缩机安全。

　　每台压缩机有它一定的特性曲线，特性曲线不仅与压缩比凡化和转速n有关，还和被压缩气体的吸人状态，如分子量、温度、压力等的变化有关；另一方面喘振与管网特性有关；管网容量愈大，喘振的幅度愈大，频率愈低；管网容量愈小，喘振的幅度愈小，频率愈高。每一台压缩机都有它一定的喘振区。因此只能采取相应的防喘振控制方案以防止喘振的发生。

　　2ITCC系统的防喘振控制在裂解气压缩机上的应用裂解气压缩机设置4段压缩，2套防喘振控制回路，为裂解气压缩机第1，2，3段的防喘振控制工艺流程图，为裂解气压缩机第4段的防喘2.1裂解气压缩机的防喘振控制的设置裂解气压缩机的防喘振控制的设置如下：在第1，2，3段的出口设置了防喘振控制流量测量FT103A/B，在第4段的出口设置了防喘振控制测量变送器分别进DCS和ITCC系统，在DCS内设置防喘振控制器（FIC103、FIC121），通过PID运算后，输出MV值进人ITCC系统。这样在DCS上操作人员可以调节防喘振控制阀，但是选择在DCS还是ITCC控制，决定权在ITCC的选择开关上。

　　在ITCC上实现的防喘振控制量值，在防喘振控制器（UC103、UC121）内进行温度和压力的补偿，计算出实际的流量值，然后和防喘振控制线（SCL）的流量作比较，判断是否需要打开防2.2防喘振控制线（SCL）的确定压缩机喘振点的计算采用人口流量的平方与多变压头的比值，有些情况下，喘振线因流量测量的准确性问题而无法验证，测量喘振点的*好办法是在现场实际测出。

　　防喘振控制裕量设置成发生喘振时流量的5% ~15%，并将该裕量在ITCC控制器中设置为防喘振控制线（SCL）。

　　防喘振控制点需在不同转速下计算出一些值，基于控制系统状况及阀门的大小，推荐防喘振控制阀的响应时间至少为2 ~5s.对于10%或更少的安全裕量，推荐这个响应时间或根据移动速率确定。

　　否则，防喘振的安全裕量必须大于10%. 3ITCC系统在裂解气压缩机上的防喘振操作3.1防喘振控制功能压缩机的防喘振控制，是在压缩机的速度达到额定转速时，由操作工投用。有3种操作方式：手动、手动后备和自动。手动方式旁通了全部的防喘振控制功能，直接控制防喘振阀。手动后备方式是在压缩机工作点远离喘振控制线的状态下投用，操作工手动能够控制防喘振阀；但是当压缩机工作点接近喘振控制线时，防喘振控制的HSS（高选择线）起作用，强迫防喘振阀全开，实际上，去防喘振阀的输出值是手动信号或自动信号两者中的较高者。自动方式是ITCC的控制，通过对流量等过程参数的计算，输出控制防喘振阀。此模式是*为严格的控制形式，操作人员无法开启或关闭防喘振阀。

　　为裂解气压缩机防喘振控制功能总貌图。

　　3.2防喘振操作压缩机实际运行中根据实际采取的数据计算多变压头，确定其工况点，判断工况点与防喘振控制线（SCL）与喘振线（SL）的距离。为标准的裂解气压缩机组性能曲线图，在这两条线的中间还有一条BOOST线即中间控制线，当工况点越过控制线到达BOOST线后，系统即认定危险工况出现，BOOST迅速给出一个信号打开防喘振阀。如果系统达到稳定值，需要手动复位后才能关小防喘振阀，关小时注意做到无扰动波动。防喘振系统为了防止防喘振阀微小输出变化时也跟随信号不停开大关小导致阀门寿命缩短，当输出信号<2%左右的时候，阀门不动作，只有输出偏差大于此大小时，阀门动作。

　　5结束语基于集中管理、分散控制思想设计的污水处理控制系统，实现了对某县污水处理厂整个过程的全自动化运行，大大提高了污水处理的自动化控制水平和管理水平。系统易于维护，减轻了劳动强度，尤其是系统的冗余、现场总线技术的应用保证了污水生产运行的安全可靠和数据的有效传输，从而提高了生产效率。该系统的成功投产不仅使该县的生活污水处理水质达到了排放标准，改善了人们的生活环境，而且为类似的污水处理项目积累了经验，有一定的借鉴价值。