氢气增压机CCC控制系统操作手册V1.docx

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氢气增压机CCC控制系统操作手册V1

氢气增压机（K202-1/K202-2）CCC控制系统操作手册

一、改造方案

这次改造选用美国压缩机控制公司COMPRESSORCONTROLSCORPORATION的控制系统，主要实现氢气增压机K202-1/K202-2的速度控制、防喘振控制及性能（D-202压力）控制。

1、用1套CCCS5Duplex系统构成的CCS实现入口压力控制、转速控制、喘振控制和POC控制，替代机组现有的TS3000控制系统中的相应功能，提高控制精度和水平。

原控制系统的联锁保护、逻辑和一般监控功能保留。

控制系统设置1个机柜，置于现场控制室内。

机柜间设置1台工程师站，现场控制室设置1台操作站，控制室内的操作站通过以太网与控制器连接；CCS与联锁保护系统之间的停机、系统故障、允许启动等信号通过硬接线连接。

2、参与控制的信号通过一进二出信号分配器从TS3000分一路接入CCC系统。

3、CCC在重新计算的基础上现场进行喘振测试，重新标定喘振曲线和性能曲线；

二、人机界面介绍

1、进入操作员环境

系统开机后，自动进入到操作员环境，点击画面上左下侧按钮“login”（改变环境），出现一个对话框，有UserName:

XXXXXX与Password:

XXXXXX。

在其中输入工程师环境的用户名与密码，再点击“OK”就进入了“工程师环境”，若点击“Cancel”可退出重选环境。

进入了“工程师环境”则可进行更大权限的操作.开机默认为英语界面，点击画面上左下侧按钮English（语言选择），选择“中文”，可切换到中文界面

2、公用菜单

图2

如图2所示，人机界面主要包括如下内容：

菜单

系统流程

报警和事件

趋势和性能图

控制器

内容

K202流程图

报警和事件

K202-1趋势和性能曲线

控制器

K202-2一段趋势和性能趋势

IO点表

K202-2二段趋势和性能曲线

控制器说明

压缩机性能曲线

3、状态栏

状态栏显示最近的一条报警或事件信息：

淡蓝色：

事件信息

蓝色：

曾有过报警，未确认，现已消失

红色：

正在报警，尚未确认

黄色：

报警已确认，但尚未消除

图3

图3是氢气增压机流程图，上面可以对过程参数进行监控，同时在出现仪表故障和控制器故障时报警提示。

a、：

调节阀符号，调速阀开时为绿色，关时为红色；防喘振阀关时为红色，开时为绿色。

b、流程图操作

流程图画面上控制面板上仪表直接显示给定值、测量值及阀位输出值（SP、PV、OUT），并以颜色表示正常或报警，手动或自动。

仪表位号

PV35%

SP35%

OUT35%

手动：

当前在用是蓝色,否则是灰色

自动：

当前在用是蓝色,否则是灰色

报警：

红色

正常：

绿色

5、趋势

在趋势图中，可按控制器对趋势组进行选择并进行各种操作，如实时趋势、历史趋势选择；趋势坐标横轴（时间）、纵轴（范围）的放大和缩小；记录时间移动和查找；趋势笔颜色定义等。

顶部软键具体说明如下：

6、性能曲线图

画面上部是喘振控制器的位号、状态及附加操作按钮。

说明如下：

手动：

喘振控制器投入手动

运行：

喘振控制器正常运行

安全响应（SO）:

喘振控制器处在安全响应状态。

安全响应线在喘振线左侧，工作点到达此线，表明机组已经或无限接近喘振，此时会产生喘振控制线右移。

阶梯响应（RT）:

在喘振线和控制线之间在控制上有一条阶梯响应线，工作点在控制线和阶梯响应线之间时，控制器实施PI控制；当工作点越过阶梯响应线时，控制器在PI控制的同时，还会叠加一个阶梯响应信号，以加大喘振控制阀的开度，增加流量，阻止工作点继续左移，引发喘振。

故障策略（FB）：

表明喘振控制器相关仪表存在故障，信号被锁定。

此时喘振控制器仍在正常工作，但应尽快处理故障仪表，或将喘振控制器投入硬手动模式。

7、事件

控制面板事件画面出现事件记录信息，对同一个事件，会用不同的颜色记录所处的事件状态。

颜色说明如下：

红色：

事件报警激活

黄色：

报警已确认

白色：

清除

深蓝色：

曾有过的报警，现已消失，但未确认

蓝色：

发生的事件

8、报警

当过程发生报警时，画面左下角的报警按钮将会闪烁，点击此按钮会进入报警窗口，察看具体的报警内容。

颜色说明如下：

红色：

正在报警，尚未确认

黄色：

报警已确认，但尚未消除

蓝色：

曾有过报警，未确认，现已消失

9、控制器汇总

控制器画面由速度控制器、一段防喘振控制器、二段防喘振控制器、性能控制器及超速测试组成。

三、仪表面板详解

1、速度控制器

PV：

显示当前转速测量值。

SP：

显示当前转速的设定值，TSP：

表示目标转速。

OUT：

显示当前主汽门的开度。

当控制器在自动/本地控制时，这三个按钮用于设定转速的设定值，按住上升按钮，以10rpm/s升高转速，松开按钮后，停止升速；按住下降按钮，以10rpm/s降低转速，松开按钮后，停止降速；按下设定值按钮，将弹出转速设定窗口，可在此窗口中输入目标转速。

当控制器在自动/远程控制时，此三个按钮无法操作。

当控制器在手动控制时，此三个按钮用于手动控制主汽门的开度。

按钮：

紧急停车-ESD。

按下此按钮，压缩机将紧急停车。

复位–Reset。

当机组没有停车信号存在，并且允许起机条件全满足，按下此按钮后，控制模式将转变成准备启动（开机前先按次复位按钮，否则联锁系统无法正常）。

正常启动–Start。

当控制模式转变成准备启动后，按正常启动按钮，开始冲转，当转速达到最小转速250rpm后，控制器模式转变成加速，并升速到暖机1。

暖机1–Idle1（10000rpm）。

暖机2–Idle2，（2500rpm）。

暖机3–Idle3，（？

rpm）。

额定转速–Rated。

K202-1：

5560/K202-2：

6180

正常停车–Stop。

当按下此按钮后，以20rpm/sec速率正常停车。

远程/本地-Remote/Local模式切换按钮。

本地模式：

当转速在最小连续转速和最大连续转速之间时，转速设定值通过上述三个按钮设定；远程模式：

当转速在最小连续转速和最大连续转速之间时，方可切换到此模式，转速设定值通过入口压力控制器设定。

自动/手动–Auto/Manual模式切换按钮。

自动模式：

根据设定的转速自动控制主汽门的开度；手动模式：

手动给定主汽门的开度。

（手动模式主要用于开机前的静态调试）。

状态指示灯：

暖机-Warmup：

暖启动指示（未用）；

运行-Running：

运行指示；当转速到达最小连续转速后，此指示灯亮。

极限-Limit:

当转速在最小连续转速或最大连续转速，或主汽门全开时，此指示灯亮。

故障策略-Fallback：

故障策略（未用）。

静态测试

①点击CCC系统中速度控制器上的“复位”按钮

②复位原气压机系统中的联锁停机信号（无联锁）

③将速度控制器切换到“手动”模式

④点击数据框直接给阀位输出进行静态测试

超速试验步骤

1）通过调速器把升转速的最大连续转速（K202-1:

7928rpm，K202-2：

9191）；

2）把允许超速试验切换到on;此时调速器状态显示超速测试；

3）把开始超速试验切换到on;

4）输入超速转速？

（超速值为？

）；等待汽轮机超速停车。

5）超速测试完成后，把允许超速测试切换到off。

2喘振控制器

防喘振控制操作画面

DEV：

显示当前压缩机运行点与控制线的偏差

b：

显示当前的安全裕度

OUT：

显示当前防喘振阀门的开度

当控制器在手动时，这三个按钮用于设定防喘振阀的开度，按住上升按钮，以1%/s开大阀门，松开按钮后，停止开大；按住下降按钮，以1%/s关小阀门，松开按钮后，停止关小；按下输出按钮，将弹出阀门开度设定窗口，可在此窗口中输入目标开度。

当控制器在自动时，此三个按钮无法操作。

按钮：

自动/手动–Auto/Manual模式切换按钮。

自动模式：

根据DEV自动控制防喘振阀的开度；手动模式：

手动给定防喘振阀的开度。

注意：

即使在手动模式下，若运行点越过阶梯相应线RTL（即DEV<-0.13），控制系统也自动切换到自动模式，打开阀门。

复位安全响应-ResetSafetyon按钮。

当运行点越过安全响应线SOL时，将自动增大喘振控制线与喘振线之间的安全裕度，发生安全响应后，此按钮可是喘振控制线回到初始位置。

注意：

当显示仪表出现

红色叹号时，表示仪表出现故障，需要通知仪表人员进行处理。

当修理PT-27403，FT-27401，PT-27405，TT-27401和TT-27402仪表中的任何一个时，须将K202-1防喘振控制器切换到硬手动模式（步骤为先将K202-1防喘振控制器切换到到手动，再点击硬手动on按钮）。

当成功切到硬手动后，硬手动off按钮将变成硬手动on。

故障仪表修理完成后，点击硬手动off按钮，再将防喘振控制器切换到自动。

当修理PT-28403，FT-28401，PT-28405，TT-28401，TT-28402/PT-28407，FT-28408，PT-28410，TT-28403和TT-28404仪表中的任何一个时，须将K202-2防喘振控制器切换到硬手动模式（步骤为先将K202-2防喘振控制器切换到手动，再点击硬手动on按钮）。

当成功切到硬手动后，硬手动off按钮将变成硬手动on。

故障仪表故障仪表修理完成后，先点击FIC-28408和FIC-28401的复位SO，再点击硬手动off按钮，再将K202-2防喘振控制器切换到自动。

状态指示灯：

安全响应（SO）-Safetyon：

安全响应（指示灯。

当发生安全响应时，此指示灯亮。

故障策略（FB）-Fallback：

故障策略（FB）指示灯。

当入口流量，出口，入口压力和出口入口温度5个仪表中的任何一个故障时，此指示灯亮。

阶梯响应（RT）-RecycleTrip：

阶梯响应（RT）指示灯。

当DEV小于-0.13时，防喘振阀会自动开大8%，并等待5秒后，判断DEV是否还小于-0.13，若仍小于则再开8%，若不小于则不再开。

当发生这种阶梯响应时，此指示灯亮。

极限-Limit：

极限指示灯。

本系统设置了入口压力低限控制（设定点？

MPag）和出口压力高限控制（设定点？

MPag）。

当压力达到设定点时，此指示灯亮。

3、主性能（压力）控制器

主性能控制器通过调节汽轮机转速实现对D-202压力的控制。

PV——压力测量值

SP——压力控制给定值，由操作员给定（原系统设定0.24MPa）

OUT——性能调节器输出，其输出同时调节K202-1和K202-2的转速。

按钮说明：

自动/手动——自动/手动模式切换按钮。

自动模式：

根据D-202压力自动控制转速设定值的升降；手动模式：

手动控制转速设定值升降（不建议使用手动模式）。

指示灯：

跟踪——跟踪指示灯（未投用）。

远程――指示灯亮（未投用）。

故障策略（FB）——故障策略指示灯。

当D-202顶压力故障时，此指示灯亮。

极限——极限指示灯（未投用）。

4负荷分配控制器

PV——负荷分配测量值

SP——负荷分配控制给定值，自动给定。

OUT——性能调节器输出，其0～100%对应速度控制器转速给定值为K202-1：

5550～7928rpm/K202-2：

6172-9191rpm

按钮说明：

自动/手动——自动/手动模式切换按钮。

自动模式：

根据负荷分配参数自动控制转速的设定值；手动模式：

手动给定转速的设定值（不建议使用手动模式）。

指示灯：

跟踪——跟踪指示灯。

当速度控制器在本地状态，即输出跟踪速度控制器的转速时，此指示灯亮。

远程――指示灯亮。

不能切换到本地

故障策略（FB）——故障策略指示灯。

当防喘振控制器故障时，此指示灯亮。

极限——极限指示灯。

本系统设置了入口压力低限控制（设定点？

MPag）。

当压力达到设定点时，此指示灯亮。

5、性能（放火炬）控制器

放火炬性能控制器通过调节放火炬阀实现对D-202压力的控制。

4.1参数说明：

PV——D-202压力测量值

SP——压力控制给定值，由操作员给定。

OUT——调节器输出给放火炬阀

4.2按钮说明：

自动/手动——自动/手动模式切换按钮。

自动模式：

根据D-202压力自动控制转速的设定值；手动模式：

手动控制放火炬阀。

远程/地方——远程/地方模式切换按钮。

（不可用）

3.3指示灯：

跟踪——跟踪指示灯。

（未使用）

远程――远程指示亮,

故障策略（FB）——故障策略指示灯。

当D-202顶压力故障时，此指示灯亮。

极限——极限指示灯（未投用）。

四、系统操作

1、正常开机步骤：

1.1通知调度、班长及反应，准备启动气压机。

1.2首先按下速度控制器“复位”按钮。

检查联锁停车逻辑图上所有联锁条件是否达到开车条件。

1.3达到开机条件后，按速度控制器上“正常启动”按钮，机组按自动开机程序升速，调速器输出值开始慢慢上升，则调速器已启动，冲转机组并将转速控制在1000RPM（注意：

从调速器启动开始，调速阀开度达到35%，机组转速还未达到300rpm时，120s后机组会联锁停机）。

机组转速达到“暖机1”

1.11暖机合格后，按暖机2开始自动升速到“暖机2”。

1.12暖机合格后，按暖机3开始自动升速到“暖机3”。

1.13暖机合格后，按额定转速开始自动升速到“额定转速”。

（升速速度：

转速在临界转速区时升速为100转/秒，其它转速区间升速为3.5转/秒）

1.14开机过程中，应密切检查机组的振动、位移及温度等参数是否正常，润滑油系统是否正常。

1.15机组转速达到最小连续转速后，控制器从暖机状态变成运行状态，此后可通过点击SP改变设定值控制转速。

一、二段防喘振控制器开始投用，防喘振控制器自动调节防喘振阀的开度。

2.正常停机

2.1接到停机通知后，与调度、班长及反应联系好。

2.2改干气密封为氮气密封。

2.3通知外操，V701压力改为放火炬手动控制，转速控制器打到“地方”控制。

2.4点击“正常停机”，C702按照正常停机程序降速（在正常停机过程中，如果转速没有降到临界区间,可点击升速或降速按钮取消停机命令，重新对汽轮机进行操作），当转速降到300rpm后，输出一个紧急停机信号，主汽门及调速器关闭。

CCC系统完成控制任务，停机后续操作按原规程执行。

3、喘振控制器投用

喘振控制器将在速度控制达到正常调速范围后自动投用。

3.1防喘振控制：

防喘振控制器计算工作点到防喘振控制线的相对距离（DEV）来自动控制防喘振阀门。

DEV>0时，防喘振阀门向下关；DEV≤0时，防喘振阀门开。

3.2一段防喘振控制器极限控制：

需要操作员给定一段压缩机出口压力高限值。

当一段出口压力高过该设定值时，会触发限制控制，限制控制与DEV控制叠加使防喘振阀开大，通过回流使一段出口压力迅速降低，一段出口压力降到设定值以下后，防喘振阀恢复由DEV单独控制。

例如：

当前设定值为0.75MPa，DEV=0.2，防喘振阀开度为0%，当实际测量的一段出口压力高于0.75MPa时，限制控制触发，防喘振阀门会打开，使出口压力迅速降低。

当实测的出口压力低于0.75MPa后，限制控制消除，防喘振阀根据DEV调节关闭。

3.3二段防喘振控制器极限控制：

需要操作员给定二段压缩机入口压力低限和出口压力高限。

当二段压缩机入口压力低过低限值或者高过高限值，会触发限制控制，限制控制与DEV控制叠加，使防喘振阀开大，通过回流使二段入口压力迅速增大，使二段出口压力迅速降低。

压力恢复至限制值内后，防喘振阀恢复DEV单独控制。

例如：

当前二段入口压力低限0.5MPa,二段出口压力高限3.0MPa。

如果实际测得入口压力低于0.50MPa或是出口压力高于3.0MPa，都会使得防喘振阀门突然打开。

等压力恢复到限制值内后，防喘振阀门会在DEV控制下关闭。

4、性能控制器投用和操作

性能控制器将在速度控制达到正常调速范围后由工艺人员根据控制需要将其投远程并给定性能控制器的设定值。

例如：

正常情况下D-202压力控制器设定值为0.24MPa,如果实际测量压力低于0.24MPa，压力控制器会调节转速控制器降低汽轮机转速，使压缩机入口压力上升，到达0.24MPa；如果实际测量压力高于0.24MPa，压力控制器会调节转速控制器提高汽轮机转速，使得压缩机入口压力降低，到达0.24MPa.

如果D-202压力波动过大，转速降低没有有效的控制住压力：

1、如果D202压力过低，低过0.22MPa，会触发压力超驰POC控制，防喘振阀门会迅速打开，通过回流提高入口压力，将入口压力补到0.22MPa以上后，防喘振阀门会自动关闭；2、如果D202压力过高，超过了放火炬控制器的相对设定值0.29MPa，放火炬控制器会打开放火炬阀门，将压力迅速排放，压力将到0.29MPa以下，放火炬控制器自动关闭放火炬阀。