ITCCSIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统在石油化工装置设计中的应用ppt课件.ppt

ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系离心式压缩机综合控制与安全联锁系统在石油化工装置设计中的应用统在石油化工装置设计中的应用中石化工程建设公司仪控室〔中石化工程建设公司仪控室〔SEI) 2019 年年 5 月月 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统1 1 前言前言 中中石石化化工工程程建建设设公公司司仪仪控控室室长长期期以以来来一一直直关关注注着着Triconex Triconex TMRTMR硬硬件件系系统统的的发发展展和和软软件件系系统统的的开开发发，，并并与与康康吉吉森森自自动动化化设设备备技技术术公公司司在在国国内内、、国国外外工工程程项项目目上上有有着着长长期期良良好好的的合合作作，，取取得得了了显显著著的的成成果果通通过过共共同同努努力力，，已已在在某某些些工工艺艺控控制制技技术术上上开开发发出出具具有有自自主主知知识识产产权权的的专专用用控控制制系系统统，，如如并并列列式式反反再再连连续续重重整整装装置置的专用控制系统的专用控制系统CCRCSCCRCS。

ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统 近十年来，近十年来，TriconexTriconex公司的公司的TS3000TS3000三重化冗余容三重化冗余容错系统在国内众多领域逐步得到广泛的应用，在我公错系统在国内众多领域逐步得到广泛的应用，在我公司设计的诸多石油化工项目中，有相当多的工艺装置、司设计的诸多石油化工项目中，有相当多的工艺装置、往复式压缩机及离心式压缩机的控制与联锁系统都采往复式压缩机及离心式压缩机的控制与联锁系统都采用了用了TriconexTriconex公司的硬件系统，特别是在离心式压缩公司的硬件系统，特别是在离心式压缩机、烟气轮机等透平转动设备的机、烟气轮机等透平转动设备的ITCC/SISITCC/SIS综合控制与综合控制与安全联锁系统上〔安全联锁系统上〔Integrated Turbine-Compressor Integrated Turbine-Compressor Control /Safty Instrment System)Control /Safty Instrment System)，基本上都是采，基本上都是采用用TriconexTriconex公司公司TS3000TS3000的硬件平台和的硬件平台和Tristation Tristation 11311131软件系统。

软件系统 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统2 ITCC/SIS2 ITCC/SIS综合控制与联锁系统目前的应用状况综合控制与联锁系统目前的应用状况 近年来，国内压缩机的控制与联锁从分离仪表系近年来，国内压缩机的控制与联锁从分离仪表系统发展到统发展到ITCC/SISITCC/SIS综合控制与联锁系统综合控制与联锁系统, ,是一个很大是一个很大的进步随着的进步随着ITCC/SISITCC/SIS综合控制与联锁系统应用技术综合控制与联锁系统应用技术的成熟和石油化工装置控制系统一体化发展的要求，的成熟和石油化工装置控制系统一体化发展的要求，石油化工装置的安全仪表系统的总体设计方案也在进石油化工装置的安全仪表系统的总体设计方案也在进一步按此要求调整：一步按此要求调整：① ① 装置与机组安全仪表装置与机组安全仪表SISSIS系统的综合设计，特别是系统的综合设计，特别是 ITCC/SIS ITCC/SIS综合控制与联锁系统的设计方案，按功综合控制与联锁系统的设计方案，按功 能、硬件分离，资源共享的原则，最大限度发挥能、硬件分离，资源共享的原则，最大限度发挥 高性能冗余容错控制器的功能。

高性能冗余容错控制器的功能 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统② ITCC/SIS综合控制与联锁系统的应用已从国内沈 汽、陕鼓等国产压缩机组拓展到引进透平压缩机， 使进口压缩机与国产压缩机、工艺装置的联锁系 统实现多机联网一体化提高系统的安全水平， 减少系统技术支持和维护工作量，降低工程投资 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统3 ITCC/SIS3 ITCC/SIS控制方案控制方案 在实际工程项目中，一个好的、实用的离心压缩在实际工程项目中，一个好的、实用的离心压缩机控制方案必须由工艺、控制、机械及压缩机制造厂机控制方案必须由工艺、控制、机械及压缩机制造厂等专业人员共同配合，由专业压缩机控制公司在具体等专业人员共同配合，由专业压缩机控制公司在具体的硬件平台上实施的硬件平台上实施ITCCITCC控制方案主要包括：控制方案主要包括： ⑴ ⑴ 工艺对象控制工艺对象控制 分析装置开工初期分析装置开工初期- -末期工况，气体组分、流末期工况，气体组分、流 量及管网阻力变化等；量及管网阻力变化等； ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统 ⑵ ⑵ 转速控制〔速控制〔Extended function software forExtended function software for speed governor- speed governor- T1062T1062）） 正常运行工况下的正常运行工况下的转速控制模式：定速控制模式：定转速控速控制制 或入口流量或入口流量/ /转速串速串级控制等；控制等； 包括超速保包括超速保护；启机、暖机、加速、停机等；启机、暖机、加速、停机等自自 动或半自或半自动转速控制模式。

速控制模式 在自在自动模式下，根据起机模式下，根据起机/ /停机曲停机曲线的升的升/ /降速降速速率，速率， 蒸汽透平将按程序自蒸汽透平将按程序自动进行分段行分段转速控制，速控制，并迅速越并迅速越 过临界界转速 在半自在半自动模式下，操作工可在从零模式下，操作工可在从零转速到最速到最小小转速之速之 间的任何的任何转速下停留一旦达到最小速下停留一旦达到最小转速，速，操作人操作人员 可将可将转速速进一步提高到工作一步提高到工作转速；速； ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统 ⑶ ⑶ 性能控制性能控制 绘制制压缩机的性能控制曲机的性能控制曲线，，实现最佳最佳设定点定点 控制，以控制，以获得得较高的高的输出效率，降低能出效率，降低能耗；耗； ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统 ⑷ ⑷ 防喘振控制〔防喘振控制〔Extended function softwareExtended function software for anti-surge control- T1042 for anti-surge control- T1042）） 利用独特的防喘振技术来监测是否发生喘振。

如利用独特的防喘振技术来监测是否发生喘振如发生喘振，则由防喘振控制器的输出调节防喘振控制发生喘振，则由防喘振控制器的输出调节防喘振控制阀，其主要工作内容有：阀，其主要工作内容有： * * 根据压缩机入口流量和压力、出口压力及相应的根据压缩机入口流量和压力、出口压力及相应的温度，确温度，确 定压缩机的喘振曲线；定压缩机的喘振曲线； * * 确定喘振安全裕度和安全裕度校准增量（确定喘振安全裕度和安全裕度校准增量（% %）；）； * * 设置喘振控制线和设定点浮动线；设置喘振控制线和设定点浮动线； * * 确定适应性增益和防喘振阀开度的比例调节功能；确定适应性增益和防喘振阀开度的比例调节功能； * * 确定喘振是否停车；确定喘振是否停车； ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统防喘振控制策略的特点： ① 当工作点越过设定点浮动线向喘振控制线窜动时会及时 打开防喘振阀。

② 如果发生喘振，喘振安全裕度可自动调整，喘振控制线 将被自动调节到右方，同时加大安全余量通过初始安 全裕度和当前重校后的安全裕度变化可了解压缩机的动 态工况③ 防喘振控制器带有适应增益及快开/慢关响应等功能，当 工作点在喘振控制线右方时，该特性减少了比例动作， 使防喘振阀以设定速率慢关当工作点在喘振控制线右 方的操作裕度超过设定距离时，则调用适应性增益特性 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统④④ 当工作点进入喘振控制线与喘振线之间时，比例调节功能当工作点进入喘振控制线与喘振线之间时，比例调节功能 可使防喘振阀按比例打开，以提供足够的响应速度使防喘可使防喘振阀按比例打开，以提供足够的响应速度使防喘 振阀全开振阀全开⑤⑤ 当工作点向喘振控制线左方出现特定窜动时，可设置电磁当工作点向喘振控制线左方出现特定窜动时，可设置电磁 阀激励输出触点使防喘振阀快开当系统从喘振状态返回阀激励输出触点使防喘振阀快开当系统从喘振状态返回 时，电磁阀关对防喘振阀的控制则从比例控制恢复到正时，电磁阀关。

对防喘振阀的控制则从比例控制恢复到正 常的喘振控制常的喘振控制 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统⑸ ⑸ 安全联锁功能安全联锁功能 压缩机和汽轮机自身的启机压缩机和汽轮机自身的启机/ /停机联锁条件，如停机联锁条件，如紧急停机和复位操作、轴温、轴振动、轴位移、油站、紧急停机和复位操作、轴温、轴振动、轴位移、油站、水站以及相关的工艺操作条件等水站以及相关的工艺操作条件等ESDESD联锁逻辑，应按联锁逻辑，应按独立模块编制同时该联锁逻辑与调速器的关联作用，独立模块编制同时该联锁逻辑与调速器的关联作用，如启机失速停机、超速保护、故障停机调速器同步停如启机失速停机、超速保护、故障停机调速器同步停车等逻辑功能，都可以通过内部数据交换实现，避免车等逻辑功能，都可以通过内部数据交换实现，避免了分离仪表系统间的繁杂连线，提高了控制系统的总了分离仪表系统间的繁杂连线，提高了控制系统的总体监控水平体监控水平 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统4 ITCC4 ITCC的系统结构的系统结构 根据我们的工程经验，大型联合装置的安全联锁根据我们的工程经验，大型联合装置的安全联锁系统与离心压缩机的综合控制与联锁系统可用系统与离心压缩机的综合控制与联锁系统可用EthernetEthernet以太网组网的方式，通过配置多控制器的以太网组网的方式，通过配置多控制器的TS3000TS3000系统实现系统实现SIS+ITCCSIS+ITCC一体化设计。

单一装置则可一体化设计单一装置则可以独立的以独立的ITCC/SISITCC/SIS综合控制与联锁系统实现，以共享综合控制与联锁系统实现，以共享控制器的方式，将控制器的方式，将ITCCITCC的的I/OI/O卡件与卡件与SISSIS的的I/OI/O卡件适卡件适当分离该系统除配置独立的工程师站兼当分离该系统除配置独立的工程师站兼SOESOE站外，站外，需设置专用的操作员操作站作为机组操作的主要人机需设置专用的操作员操作站作为机组操作的主要人机界面，并通过界面，并通过Mudbus RTUMudbus RTU方式与方式与DCSDCS通讯，但通讯，但DCSDCS操作操作站只起辅助监控作用站只起辅助监控作用 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统5 ITCC/SIS5 ITCC/SIS综合控制与联锁系统的应用前景综合控制与联锁系统的应用前景 随着石油化工装置向大型化、综合化方向发展，随着石油化工装置向大型化、综合化方向发展，对工艺过程控制水平、环境保护、人身及设备安全防对工艺过程控制水平、环境保护、人身及设备安全防护等都会有更高的要求，一体化的控制与联锁保护系护等都会有更高的要求，一体化的控制与联锁保护系统将成为设计的主导模式，统将成为设计的主导模式，ITCC/SISITCC/SIS综合控制与联锁综合控制与联锁系统会得到更广泛的应用。

系统会得到更广泛的应用 ITCC/SIS离心式压缩机综合控制与安全联锁系统离心式压缩机综合控制与安全联锁系统 目前我们与康吉森公司正在开发日立/新日本造机同轴透平压缩机和德国阿特拉斯〔Atlas)多轴透平压缩机的ITCC/SIS系统 康吉森公司已经在国内引进机组控制系统的改造和配套上，以TS3000的TMR平台和成熟、先进的压缩机组控制算法，先后与GHH、 Dressland、Eilliot、Ingersoll-Rand和日本三菱等压缩机公司开展了合作并顺利投产,取得了宝贵的经验由工程设计单位、用户、压缩机厂和专业压缩机控制公司几方联手协作，，是克服工程技术难题和保证工程进度的良好合作方式这是今后控制与联锁系统一体化设计的方向 。