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          管道研究

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          中俄東線黑河壓氣站遠程一鍵啟停案例

          來源:《管道保護》2023年第2期 作者:楊全博 時間:2023-4-28 閱讀:

          楊全博

          國家管網集團北方管道公司

           

          背景

          站場一鍵啟停是天然氣管道站場運行的關鍵技術,也是站場運行實現無人化、智能化的基礎。目前國內傳統壓氣站控制系統采用站控系統、輔助控制系統以及壓縮機控制系統相互完全獨立的配置模式。各個系統之間PIC的數據交流大多使用ModbusRTU通訊協議,通訊帶寬不夠、穩定性相對不高。

          中俄東線黑河壓氣站整合壓縮機組及輔助系統的控制系統,在此基礎上將壓縮機組PLC(控制系統)與站控PLC進行了整合,按照無人值守標準進行控制邏輯優化,實現了壓縮機組一鍵啟停和站場一鍵啟停。

          功能

          (1)壓縮機組一鍵啟停。根據機組情況,預選工作機組和備用機組,調控中心只需發出一個啟動命令,壓氣站各輔助系統按一定順序和邏輯自動啟動,各臺壓縮機組按順序依次啟動達到最小轉速后,進入防喘振和負荷分配控制,根據設定的流量或壓力實現負荷自動調節以及機組自動啟停。調控中心實時對壓縮機組及輔助系統進行監控。

          (2)壓氣站遠程一鍵啟停。由狀態反饋與報警監測、自動導通站內工藝流程、壓縮空氣系統自啟停、壓縮機廠房風機自動分配、壓縮機組一鍵啟動、防喘控制與負荷分配自動投用6個部分組成。包括正常停站、多機停止、多機保壓停機、多機泄壓停機、全站ESD等5種模式(圖 1)。


          圖 1 站場一鍵啟停的系統構成

          (3)控制系統配置優化。壓縮機輔助系統如潤滑油系統、后空冷器等核心設備由壓縮機控制系統直接控制;將變頻控制系統、壓縮機組供電系統、水冷系統3 種設備與啟停機組相關的關鍵參數,通過硬線整合到壓縮機控制系統;其他各輔助系統的參數分別由其廠家獨立的控制器進行采集,并通訊到每臺壓縮機控制系統。為保證大數據下的 SCADA 系統數據采集穩定性,采用了高性能服務器—客戶端結構,將壓縮機控制系統的工藝系統圖、潤滑油系統圖、干氣密封圖、軸系振動圖、啟停機組圖等畫面與站控畫面全面顯示在 PCS(過程控制)系統上。

          將負荷分配PLC整合入站控PLC,整合壓縮機控制系統的過程控制及安全儀表部分,全站只設有站控過程控制PLC、站控安全儀表PLC、四套壓縮機控制系統PLC,數量降低了50%。同時將控制系統網絡分為控制網和設備網,控制網用來傳輸北京油氣調控中心、站控系統HMI與站場過程控制系統PLC通訊數據,設備網用來傳輸各系統控制器之間的交換數據,保障了數據傳輸帶寬,并采用國產PLC可在設備網使用UCP協議,通訊速率達到108 Mbps。

          啟示

          壓縮機組一鍵啟停改造后,壓縮機組PLC與站控PLC進行了合并整合,控制邏輯的提升,使通訊帶寬和穩定性得到改善,有效提高了控制效率與控制水平,提高了控制系統可用性,改變了人工判斷、現場操作、步驟繁瑣的傳統壓縮機組啟動模式,顯著降低現場運行人員數量和工作強度。建議下一步將壓氣站壓縮機組PLC與站控PLC合并配置,為新建與改造天然氣壓氣站提供示范。


          作者簡介:楊全博,1984年生,畢業于大連理工大學,高級工程師,現從事長輸油氣管道工藝及自動控制技術工作。聯系方式:18632609938,yangqb@pipechina.com.cn。

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