天然氣長(zhǎng)輸管道燃?jí)簷C(jī)組控制技術(shù)分析

王江宏

摘 要 當(dāng)前我國(guó)對(duì)天然氣的需求不斷增加，天然氣長(zhǎng)輸管道的建設(shè)正處于新的發(fā)展高峰。為了確保天然氣長(zhǎng)輸管道的輸送安全及輸送效率，企業(yè)應(yīng)該對(duì)常采用的以燃?xì)廨啓C(jī)為動(dòng)力的“燃驅(qū)”增壓方式的機(jī)械設(shè)備重視起來(lái)，并對(duì)其控制技術(shù)進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞 天然氣;長(zhǎng)輸管道;燃?jí)簷C(jī)組;控制技術(shù);分析

引言

隨著“一帶一路”的加快實(shí)施，我國(guó)與沿線國(guó)家的合作不斷加強(qiáng)，中俄天然氣管道東線、中亞D線等重點(diǎn)項(xiàng)目的推進(jìn)加快，天然氣長(zhǎng)輸壓縮機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫。常被喻為天然氣管道輸送的“心臟”，屬于世界前沿的高精尖技術(shù)和設(shè)備，關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷，長(zhǎng)此以往，不利于我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展[1]。因此，開(kāi)展燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械機(jī)組的控制研究就能推動(dòng)科研發(fā)展，對(duì)長(zhǎng)距離天然氣輸送以及社會(huì)發(fā)展都有積極的推動(dòng)意義。

1燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械控制體系的發(fā)展情況

在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中，燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備對(duì)多個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)制造、控制管理都有重大影響，尤其是在為各種大型機(jī)械設(shè)備功能方面都有著寶貴的作用。并且自動(dòng)20世紀(jì)30年代由瑞士一家公司創(chuàng)造出了燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備之后，在其后的發(fā)展中這種設(shè)備被不斷發(fā)展、完善，逐漸在動(dòng)力以及穩(wěn)定性方面有了發(fā)展。這種設(shè)備在現(xiàn)代的發(fā)展中又結(jié)合了電子信息技術(shù)，讓燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備的性能得到了全面的強(qiáng)化。我國(guó)在開(kāi)展長(zhǎng)距離天然氣運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備是不可缺少關(guān)鍵設(shè)備，但目前我國(guó)在這種設(shè)備的制造方面還存在一些不足之處，尤其是一些關(guān)鍵技術(shù)還需要依靠于外國(guó)，導(dǎo)致過(guò)去較多的燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備都是在國(guó)外采購(gòu)回來(lái)的。這種情況對(duì)目前我國(guó)的長(zhǎng)管道天然氣傳輸體系的建設(shè)會(huì)帶來(lái)不利影響，因此我國(guó)目前正在大力開(kāi)展燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械方面的研發(fā)，保證長(zhǎng)管道天然氣輸送管理有較高質(zhì)量。

2燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械控制體系概述

在燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展中，這一機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理、功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)都得到了完善，和過(guò)去的燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械系統(tǒng)相比，現(xiàn)代燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備在其硬件系統(tǒng)構(gòu)成方面、硬件系統(tǒng)搭配方面、設(shè)備控制系統(tǒng)性能方面、設(shè)備軟件控制靈敏度、對(duì)于火災(zāi)警報(bào)的控制預(yù)警等方面都有大幅度的優(yōu)化，使燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械更符合現(xiàn)代社會(huì)的各方面需要。通常燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械的構(gòu)成會(huì)包括機(jī)械壓氣機(jī)設(shè)備、機(jī)械燃燒室部分、高壓渦輪設(shè)備、機(jī)械低壓渦輪設(shè)備以及動(dòng)力渦輪設(shè)備等幾個(gè)組成部分，這些組成部分在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中都發(fā)揮了不可取代的作用。我國(guó)天然氣管道的距離較長(zhǎng)，并且天然氣輸送量也比較巨大，這些因素在無(wú)形當(dāng)中提升了對(duì)于燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備的要求，為了保證燃?xì)鈾C(jī)輪機(jī)械設(shè)備能在系統(tǒng)正常運(yùn)行的階段中獲得良好質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)人員能掌握這部件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及運(yùn)行時(shí)候?qū)@些設(shè)備的需要，只有這樣才能最終保證整體體系的運(yùn)行質(zhì)量。

3燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)存在的技術(shù)難點(diǎn)

燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)是在分析燃?xì)廨啓C(jī)及其輔機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作原理、特性、監(jiān)測(cè)要求，確定控制內(nèi)容。由于燃?xì)廨啓C(jī)輔機(jī)系統(tǒng)的控制工藝流程異常復(fù)雜，而且相關(guān)的關(guān)聯(lián)控制特別多，一個(gè)信號(hào)動(dòng)作可能引發(fā)的連鎖反應(yīng)多并且對(duì)硬件及現(xiàn)場(chǎng)儀表、閥門(mén)的精度和反應(yīng)速度要求極高。燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置、聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)、手動(dòng)控制方式、控制顯示及信號(hào)狀態(tài)、消防控制器計(jì)時(shí)誤差要求、對(duì)信息記錄數(shù)量以及斷電后保持時(shí)間均有特別明確的要求。該燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵照燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)控制規(guī)范進(jìn)行。

燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)與常規(guī)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)或者電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)有很大的差異。燃?xì)廨啓C(jī)輔機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)該滿足燃?xì)廨啓C(jī)控制的通用要求。燃?xì)廨啓C(jī)輔機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格遵守安全標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)、停機(jī)時(shí)，對(duì)燃機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)維護(hù)，同時(shí)及時(shí)消除運(yùn)行中以及技術(shù)維護(hù)中發(fā)現(xiàn)的故障。在發(fā)現(xiàn)有機(jī)械缺陷（穿孔、斷裂、變形）時(shí)，控制系統(tǒng)要求能根據(jù)相應(yīng)的提示幫助進(jìn)行分析。檢查缺陷區(qū)域內(nèi)的設(shè)計(jì)元件、部件、管路和系統(tǒng)電線束，并確認(rèn)其狀態(tài)是否良好。排除重大缺陷?？刂葡到y(tǒng)調(diào)試時(shí)，使用相關(guān)現(xiàn)行技術(shù)文件規(guī)定的帶標(biāo)號(hào)的工具、設(shè)備、機(jī)械化工具、測(cè)量工裝來(lái)完成調(diào)試工作[3]。

4燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)解決方案

4.1 硬件搭建構(gòu)成

燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組輔機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成，機(jī)組控制系統(tǒng)通常由PLC下位機(jī)、HMI上位機(jī)組成，共同完成監(jiān)視、控制，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機(jī)組控制。專(zhuān)用于工業(yè)控制，其硬件結(jié)構(gòu)主要由電源、中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路以及功能模塊等組成。能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組安全控制。根據(jù)實(shí)際情況和要求，本系統(tǒng)采用的是基于冗余容錯(cuò)PLC可編程邏輯控制器的燃?jí)簷C(jī)組控制系統(tǒng)。同時(shí)，注意長(zhǎng)輸天然氣管道燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的硬件配置同時(shí)要滿足長(zhǎng)輸天然氣場(chǎng)站其他設(shè)備控制系統(tǒng)硬件配置要求，不能低于其他設(shè)備統(tǒng)一配置要求。

4.2 硬件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)通信在控制器和IO卡件之間，可以單網(wǎng)，雙網(wǎng)和三冗余網(wǎng)絡(luò)。廠級(jí)數(shù)據(jù)高速公路PDH是一個(gè)對(duì)外界開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它將HMI服務(wù)器與操作員站、打印機(jī)、歷史數(shù)據(jù)站及其他控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，注意長(zhǎng)輸天然氣管道燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接允許共享一條傳輸線的多個(gè)站點(diǎn)隨機(jī)訪問(wèn)傳輸線路。

5結(jié)束語(yǔ)

總之，目前，天然氣運(yùn)輸?shù)闹饕緩骄褪沁\(yùn)用天然氣管道來(lái)予以實(shí)施，為了提升天然氣運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量與水平，要強(qiáng)化壓縮機(jī)運(yùn)用的控制力度。壓縮機(jī)集中表現(xiàn)在高效率、損失小、排氣均勻以及結(jié)構(gòu)緊湊之上，目前在天然氣高速發(fā)展的形勢(shì)之下，天然氣長(zhǎng)輸管道壓縮機(jī)的技術(shù)也在逐步更新之中，且逐步走向高壓、高速、大流量的道路，且已經(jīng)發(fā)展成為天然管道輸送階段之中的主要設(shè)備，由此可見(jiàn)，本文的研究也就顯得十分的有意義。

參考文獻(xiàn)

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