循环氢压缩机组控制系统设计及仿真器开发

论文摘要

根据单独垂直剖分式大流量离心压缩机、凝气冲动式汽轮机工程设计方案,设计循环氢压缩机组自动控制系统。重点给出压缩机组防喘振控制、安全保护系统的设计及实施方案。通过一个实际的压缩机组控制方案说明工程实施中的主要内容和实现效果。在熟悉和掌握离心压缩机、凝气冲动式汽轮机结构和原理的基础上建立了反映机组特性的数学模型。给出压缩机性能计算的主要参数和计算结果对照。根据循环氢压缩机仿真的需要,建立了压缩机、汽轮机数学模型,开发出包括干气密封、润滑油系统、蒸汽系统、凝结水系统、WOODWARD数字式505电子调速器的压缩机组DCS仿真器。仿真器按照横河CENTUM-CS操作设计,并融入目前机组联锁系统（SIS）的内容。给出仿真器结构、算法、组态平台等设计方案,主要设备的操作步骤、调速器的使用说明,用于培训的评分系统和故障设置功能。仿真软件的考核表明所建数学模型合理、适用,能够模拟循环氢压缩机组的实际运行过程,满足生产操作仿真培训要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题来源及意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题意义
• 1.2 循环氢压缩机组控制系统设计及仿真器开发现状
• 1.2.1 循环氢压缩机组控制系统设计
• 1.2.2 循环氢压缩机组仿真器
• 1.3 课题研究内容和方案设计
• 1.3.1 课题研究内容
• 1.3.2 课题研究目标
• 1.3.3 总体方案设计
• 1.3.4 主要硬件及软件
• 第2章 循环氢压缩机组系统构成
• 2.1 概述
• 2.1.1 离心式压缩机
• 2.1.2 干气密封系统
• 2.1.3 润滑油系统
• 2.1.4 蒸汽轮机
• 2.2 离心式压缩机组的开停车
• 2.2.1 压缩机组运行前的准备与检查
• 2.2.2 汽轮机驱动机组的开停车
• 2.2.3 压缩机的防反转
• 2.2.4 压缩机在封闭回路下的操作
• 2.2.5 压缩机的喘振与防喘振
• 2.3 汽轮机的启动、停机和运行
• 2.3.1 启动前的检查
• 2.3.2 汽轮机冷态启动
• 2.3.3 汽轮机热态启动
• 2.3.4 汽轮机运行
• 2.3.5 汽轮机的停机
• 第3章 循环氢压缩机组控制系统设计
• 3.1 控制系统总体设计
• 3.1.1 反喘振控制系统设计
• 3.1.2 仪表选型
• 3.1.3 自动保护联锁逻辑
• 3.2 离心压缩机的调节
• 3.2.1 管网特性曲线
• 3.2.2 离心压缩机的工作点
• 3.2.3 最大流量工况及喘振工况
• 3.2.4 离心压缩机的工况的调节
• 3.3 蒸汽轮机调速控制系统
• 3.3.1 启动装置
• 3.3.2 安全装置--速关阀
• 3.3.3 保安装置
• 3.3.4 电磁阀
• 3.3.5 错油门与油动机
• 3.3.6 调速器
• 3.4 离心式压缩机控制系统实例
• 3.4.1 硬件系统组成
• 3.4.2 操作员画面组成
• 3.4.3 SIS & CCS 控制系统配置及网络
• 3.4.4 CCS 综合控制
• 3.4.5 转速控制
• 3.4.6 性能控制
• 3.4.7 抽汽控制
• 3.4.8 喘振控制
• 3.4.9 系统认证
• 3.4.10 主要组态画面
• 第4章 循环氢压缩机组系统建模
• 4.1 机组系统分析
• 4.1.1 工艺过程系统
• 4.1.2 设备操作
• 4.1.3 联锁逻辑
• 4.2 系统建模
• 4.2.1 数学模型简介
• 4.2.2 建模方法和步骤
• 4.3 系统主要模型介绍
• 4.3.1 离心式压缩机模型
• 4.3.2 蒸汽轮机模型
• 4.3.3 气体分配模型
• 4.3.4 防喘振模型
• 第5章 循环氢压缩机组仿真器
• 5.1 概述
• 5.1.1 仿真应用介绍
• 5.1.2 离心式压缩机仿真系统开发与应用
• 5.2 仿真培训系统开发方案
• 5.2.1 总体结构
• 5.2.2 软件结构
• 5.2.3 仿真控制子系统数学模型的建立
• 5.2.4 仿真系统实现技术
• 5.3 画面组态子系统的设计
• 5.3.1 设计说明
• 5.3.2 仿真组态子系统
• 5.4 压缩机组仿真
• 5.4.1 仿真系统说明
• 5.4.2 仿真系统流程简介
• 5.4.3 压缩机组仿真计算效果
• 5.4.4 压缩机组仿真系统开工关键步骤
• 5.4.5 压缩机组仿真系统停机关键步骤
• 5.4.6 压缩机组自保系统说明
• 5.4.7 压缩机组505 电子调速器使用说明
• 5.4.8 压缩机组开停工评分系统说明
• 5.5 仿真应用
• 5.5.1 操作工培训
• 5.5.2 DCS 及ITCC 系统测试平台
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢