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摘要: 中原油田石化总厂50万吨重油催化裂化装置富气压缩机,2013年9月采用和利时T810透平压缩机控制系统进行升级改造后,最大限度地提升了该机组的运行安全性和操作性能。

中原油田石化总厂富气压缩机控制系统升级改造(原创)

压缩机厂:沈阳鼓风机(集团)有限公司

汽轮机厂/类型:杭汽/凝汽式

压缩机型号:2MCL456

催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。一般催化裂化装置的加工过程分为反应——再生部分、分馏部分、吸收稳定部分。催化裂化富气压缩机是将分馏塔顶油气分离器分离出来的富气经压缩后,进入吸收稳定系统,将富气和粗汽油分离成干气、液化气和稳定汽油。

工艺流程示意

中原油田石化炼油总厂催化裂化富气压缩机控制系统项目,原控制系统采用FOXBRO控制器对机组进行控制与运行数据的实时监测,系统长期单CPU运行,存在较大风险,机组控制系统长期投入手动开车、手动生产的运行方式,且系统的运行速度慢、系统内部实现的压缩机组控制算法过于简单,系统的硬件可靠性水平很低、系统维护非常不方便,不能实现精确、可靠、先进的机组控制,工艺控制精度差、自动化水平低下、机组运行安全性差,因此对机组设备和工艺的安全、长期、平稳、优化运行造成非常不利的影响。此外控制系统操作画面分散、不友好,不便于运行人员操作。

采用和利时T810透平压缩机控制系统升级改造后,防喘振控制可以投入全自动控制方式,确保机组安全运行的同时,以最大程度地提高生产工艺参数的调节品质、最大限度地降低操作人员的劳动强度。

改造前系统机柜

改造后的T810系统机柜

主要控制内容:

1) 防喘振控制:调节PV340C防喘阀。

2) 入口压力控制:PIC1110催化富气压缩机入口压力控制至PGL调速回路。

3) 段间凝液罐冷凝界位控制:LIC1117。

4) 段间凝液罐凝缩油液位控制:LV1113。

5) 汽轮机入口主蒸汽压力控制:PIC1229。

6) 冷凝器热井液位控制:LIC1119。

7) 润滑油总管压力控制:PIC1341。

8) 润滑油泵出口压力控制:PIC1323。

9) 双超压控制回路:PV1110(小放火炬)和HIC1002(大放火炬)。

10)HIC1001入口手操阀始终保持全开,正常生产时禁止调节操作,以避免防喘振控制器误动。

主要控制回路画面

催化富气压缩机控制系统升级改造采用和利时T810透平压缩机一体化控制系统,该系统的先进技术特征包括:

1)冗余热备控制系统,CPU、IO、电源、通信全冗余,最大限度地提升了系统的安全性与可靠性。

2)采用先进的压缩机变工况防喘振控制算法,基于气体动力学的动态防喘振控制技术,保证富气压缩机运行的安全与高效。

3)防喘振高速回路<20ms,变增益PID、快速阶梯响应、微分响应、紧急喘振响应、阀门紧关响应、变送器故障与退守策略等先进算法。

4)富气压缩机入口压力到汽轮机转速自动调节的大串级回路设定,防喘振控制器始终投入全自动运行模式,确保机组安全运行的同时,最大程度地提高生产工艺参数的调节品质、节省能耗,最大限度地降低了操作人员的劳动强度。

系统控制主画面

5)将原控制系统设定的入口压力调节三分程控制:

分程1:汽轮机转速调节

分程2:入口小放火炬阀门输出

分程3:入口大放火炬阀门输出

改变为主性能入口压力控制(转速调节)+双超压控制(小放火炬超压控制压力设定点低于大放火炬超压控制压力设定点),使得转速调节与双超压回路同时起作用,从而最大限度地提高了工艺生产的平稳性与安全性。

6)由于采用了变工况(入口压力改变、入口温度改变)的动态防喘振控制算法,在开车过程中防喘振控制器全程投入自动运行模式,最大限度地缩短了压缩机的加载时间和入口放火炬时间,出口放火炬始终全关,富气压缩机的开车时间从原来的3个小时左右,减小到30分钟以内。

表扬信