防喘振控制方案研究

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1、防喘振控制方案研究一、程序移植的历史背景及现实意义大庆炼化公司180万吨/年ARGG装置三机组（轴流风机、烟机、主电机）控制系统是TRIC0NEX公司的TS3000控制系统，如图1,自1998年投运以来运行平稳，但自2002年控制系统频繁出现烧卡的现彖（参见附表），已更换齐类卡件18块，严重地威胁装置的安全生产。对此，炼化公司领导非常重视，曾多次组织召开专业技术分析会，组织仪表及电气等技术人员对整个系统详细检查，同时联系了北京设计院、陕鼓、美国TRTC0NEX公司、ELLIOTT公司，及施工单位屮油一公司，于2000年6月召开三天专业分析会，分析故障原因。各单位一致认为对

2、接地系统及电源系统耍进行检查、测试和整改。并T2002年装置停工检修期间进行了彻底整改，耗资约30余万元。为保证生产，公司成立技术攻关组，利用富士智能调节器及西门子S7-200PLC创建一套应急系统，保证在彻底整改前事故情况下紧急启动备机系统。"V—V于1卜图1TRICON系统示噩“借此机会，仪表专业对防喘振的源程序进行了认真的解读，发现在TPS系统中完全可以实现该功能，与源程序相比，技术上更可靠，功能上更丰富，控制精度更高。在此，笔者对自动化专业应用程序的转化和移植的思路及方案做以详尽的阐述，旨在促进专业技术的交流与应用。1、防喘振控制方案分析就目前国内外炼化企业来看，

3、防喘振控制通常用两种方法：一是早期专用的防喘振控制器，如WORDWARD公司的505C控制器、ELLIOT公司的ASCC控制器等；二是H前常用的PLC专用软件包。如GE公司的9070系列PLC（用LogicMaster或FieldControl编的软件包）>TRICONEX公司的TS3000（用MSW311或TS1131软件包）等。但每个厂家出于对知识产权的保护，均不会公开其防喘振控制的算法。专用的控制器只给用户提供接口参数，专用的软件包是用高级语言编写的软件包（如C语言）。用户无法打开，只能在程序中调用。这些技术封索直接影响用户对防喘振控制方案的深入理解，给程序的移植带

4、来了相当人的难度。笔者通过对多套机组喘振方案的研究，发现只有TS3000系统屮的源程序对用户是相对开放的，于是对其进行了反复实验，最终弄清了其算法•这种算法仅仅是不同厂家、不同设备小众多算法中常用的，也是相对减化的算法。1、防喘振控制的主要功能•喉部差压低选、出口压力高选•喉部差压温度补偿算法•喉部差压和比例增益参数的折线运算•防喘振线下移功能•可远程给定的PID运算•实现放空阀的快开慢关功能•实现两个放空阀的分程控制•实现联锁停机放空阀自动打开控制•实现防喘振曲线图2、防喘振控制技术方案根据测量压缩机的喉部差压、出口压力、入口温度这三屋，TRICONEX有一套完整的喘振

5、技术，该算法中气体分子量变化不会影响机组的防喘振控制。当风机正常运行时，它的工作点应该在图2防喘振线的下方，此时偏差e=PV-SP<0,调节器的作用方式为反作用。当工作点越过防喘振线并在其上方时，即偏差e>=0时，则要求防喘振阀快速打开。由于防喘振阀的打开，使T作点开始回到防喘振线以下时，阀的动作乂应减慢，即要求防喘振阀在开关时，是以变速动作的。在偏差e>=0时，放空阀打开的快速取决于PTD参数比例増益K的自适应能力（自动増大或减小），如果K值不变，放空阀则以正常的速度打开（一般要求在3秒钟之内）；而当喘振发生的趋势得以控制时，即偏差e=VO时，放空阀则以0.1%渐进式缓

6、慢关闭。防喘振控制算法，是通过温度补偿后的喉部差压值（防喘振曲线的横坐标X轴）经过折线运算得出的出口压力作为PID控制的设定值SP（防喘振曲线的纵坐标Y轴），來控制测量值出口压力PV。防喘振控制的偏差e=PV—SP即为出口压力的控制偏差。防喘振PTD作用为反作用，正常状况下偏差e<0,当e>=0时发生喘振。防喘振控制框图如图3所示。图3防喘振控制框图当偏差e大于2%时系统发出喘振报警，当偏差e大于7%并且逆流报警存在，则防喘振线下移1%。为了保证风机的功效，最多下移5次，还设置了手动复位功能。当防喘振线下移时，此时的设定值SP为折线算出的SP'减去移动次数N乘以下移量1%

7、。即:SP=SP‘一NX1%。PTD参数比例增益K自整定功能是通过折线运算实现的，共11点坐标形成3段斜坡折线得出"。在没有发生喘振情况下，当偏差e大于0.1%时（即喘振条件具备）发生喘振，K值自动置为初始值90,然后K通过和折线运算后的K7计算逐渐减小。计算公式：K=（90X25.0）一（K‘+25.0）当偏差e小于0.1%时，K值值保持不变。在比例增益K值自动变化过程，积分T1值始终为4,微分T2值始终为0。如图4所示。图4比例増益K的折线运算防喘振程序的转化和移植功能模块是TPS系统商提供的系统应用程序，用户可根据需耍进