【JST-036】CCC及其它ITCC系统问题一对一答疑讨论。（技术更新至253楼）

青青子衿_ 发表于 2014-6-25 18:23

                               
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从第二张图上看，过临界的时候流量太低。
TRICON的做法是把性能曲线上最低转速的喘振极限点直接连到了坐 ...

我们的压缩机是两缸四段。二段出口有流量计，低压缸防喘振阀是从二段出口（流量计后）回到一段入口。我说的低压缸流量下降就是二段出口的这个流量计。压缩机入口没有设流量计，前系统有送到压缩机的流量计。前系统来的流量没有出现陡降，而二段出口的流量降了，低压缸喘振，导致防喘振阀打开。
我没有当时的趋势图，也不知道该怎么描述了。呵呵

任我行川 发表于 2014-6-27 09:13

                               
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我们的压缩机是两缸四段。二段出口有流量计，低压缸防喘振阀是从二段出口（流量计后）回到一段入口。我说 ...

如果你是从趋势图上看出的流量降低，而且有一个时间段的流量降低趋势，说明不是仪表的波动，而是实际的流量降低，如果在趋势上看不到流量降低，有可能是仪表的波动。

你能不能把流程图发一下，四段出口的防喘振阀是回流到哪里的。

流量计在哪个位置不要，在出口也一样能通过测量加计算得出实际流量，我要看到你的流程图才能判断出流量的变化趋势和流量的计算是否正确。低压缸的流量下降也有可能是高压缸的入口压力增加或是回流引起的，不会无缘无故下降的。

发下流程图吧。

青青子衿_ 发表于 2014-6-27 09:45

                               
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如果你是从趋势图上看出的流量降低，而且有一个时间段的流量降低趋势，说明不是仪表的波动，而是实际的流 ...

低压缸流量突然下降，先喘振。
也一直没搞清楚，为什么过临界的时候低压缸操作点在喘振控制线上

任我行川 发表于 2014-7-7 09:07

                               
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低压缸流量突然下降，先喘振。
也一直没搞清楚，为什么过临界的时候低压缸操作点在喘振控制线上

从流程图上看，最有可能造成低压缸流量降低的就是四回三的回流阀突然打开，造成低压缸出口压力增加。
低压缸的出口不应该先冷却再进回流阀，高压缸的回流可以直接进三段入口的冷却，但低压缸的出口应该直接到二回一的回流阀，在入口加一个冷却器，这样，喘振的管线容积量是最小的，低压缸的回流阀会快速响应出口压力的增加，虽然你这个流程省了一个冷却器，但低压缸的管路设计不合理，有可能会造成你的工艺现象，而且对工艺波动干扰没有太好的响应。

临界的问题前一个回复已经说过了，你在起车过程中，防喘振阀是手动控制，从坐标原点到第一个喘振坐标点这部分的喘振可以不考虑，因为这时候还没有进入压缩机的正常工作区，防喘振阀是全开的，工作点在哪个位置不重要。

      空分一套机组招标时候没有要求供应控制系统，后来机组控制直接由DCS 来做，
结果DCS厂家工程师也没有做过的经验，后来找设计院，设计院让找沈鼓，沈鼓让
找控制系统厂家，厂家又说资料不完善，一直拖到快要试车了，就剩防喘振没组好，
DCS 厂家工程师跑别的现场了，最后没办法找工艺的出控制方案，按照沈鼓提供的
曲线我们自己做，当时对机组控制熟悉度几乎为零，硬是按照工艺的要求弄了个防喘控制，
但是非常简陋，只是按照设计提供的曲线用DCS 折线功能+PID模块+几个计算公式，
最终居然能用用，但是调节确实太困难保证精度了，
现在看了这个帖子才知道那时真是胡乱搞啊，再回想当时的控制逻辑也就是能保证喘振了联锁跳车而已
，至于调节实在是但是没有完全理解做的太简陋了。机组这块自己真实什么都不懂，需要好好了解啊~

青青子衿_ 发表于 2014-6-9 09:41

                               
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很高兴看到有人又回复这个帖子了。

同意professors的观点“机组控制系统CCS的好坏在于两个 ...

膜拜各位大神，读完所有的帖子自己受益匪浅啊。本人刚刚毕业，身在控制行业，最近接触ITCC较多，正好来学习下。说实话，CCC这个品牌我还是从和利时那里听来的本人实在是入门级的。。。因为最近接触和利时较多，他们现在正在推一个T810压缩机控制系统，也是采用的基于无关坐标系的计算方法，使压缩机的喘振极限线的计算与入口工况条件(MW,Ps,Ts,ks,Zs)无关，从而在根本上保证了压缩机组的变工况的动态运行性能。(这句话是照抄和利时宣传册的。。)这个系统能做到压线运行，在实现压缩机组的安全，可靠运行的基础上，优化工艺操作，关键是节能。他们给我们看的德胜钢铁的案例中，将主电机功率由原来的7250kw下降到6600kw，一年能省电费280多万。另外还有几个案例，据说节能效果相当明显，我们领导就是看到这个了，想做改造，国外的系统太贵，和利时的这套系统大概就100万以下，半年就能收回成本。
但现在主机厂那边回复说，如果改造，今后机组发生安全问题概不负责。。。所以想问下，青青子衿大神，和利时这套系统您熟悉不?对机组的安全性能没有影响吧?对了，我听和利时的人说他们的专家就是从CCC挖过来的，我们这边有人跟他交流过，说的确挺牛的，好像叫康宁强吧，不知道听说过没?还有就是想听听您所说的圈内人都知道的事，呵呵

lh127 发表于 2014-7-9 17:49

                               
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空分一套机组招标时候没有要求供应控制系统，后来机组控制直接由DCS 来做，
结果DCS厂家工程师也没有 ...

防喘振控制最重要的就是算法，没有好的算法，其它功能都是瞎扯。
机组控制这块确实挺难的，我听CCC的人说，在控制领域，是仅次于飞机发动机的控制。
想做好了，还是系统的学一下吧。

dulugo 发表于 2014-7-9 21:40

                               
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膜拜各位大神，读完所有的帖子自己受益匪浅啊。本人刚刚毕业，身在控制行业，最近接触ITCC较多，正好来学 ...

和利时的实物我没接触过，也只是看过他们的一些宣传手册，只提到了一些简单的概念，只要是搞机组控制的人基本上都知道，除了把涉及CCC专利的东西改名称外（前面的帖子回复里已提到了），从这些概念上来看还挺象CCC，至少宣传手册挺象CCC的。CCC的算法光介绍公式的文档就有几百页，不知道和利时吃透这些没。
机组控制不应只看ITCC的硬件有多快，软件有多先进，算法是要靠外围设备来配合的，不同的工艺有不同的管路及管路上设备的布局（比如冷却器，分离器等的位置、节流元件安装的位置和设计，防喘振阀安装的位置，等等），这些都是要配合算法实现的，缺一不可。你想叫他们改造系统，他们必须提出这些管路上的才行。不知道和利时是怎么考虑这些的。
我看到的和利时的宣传手册上没有提到调速，解耦是怎么个概念和做法。至于控制上的东西就更没有介绍了。
所以我也不敢评价和利时的系统怎么样。如果你有兴趣可以给我发个邮件，说明一下他们给你交流的一些细节问题。
你说的那个人我听说过，原来是CCC的，后去的康吉森，然后去的和利时。
你说的主机厂不会是沈鼓吧。
还有，和利时的销售挺能讲的。

我们的ITCC用的TRICON的，SIS用的ICS的，前一段时间TRICON坏了一大堆卡件，备件价格不菲。经验丰富的老前辈，以后多向你请教！

青青子衿_ 发表于 2014-7-10 12:47

                               
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和利时的实物我没接触过，也只是看过他们的一些宣传手册，只提到了一些简单的概念，只要是搞机组控制的人 ...

原来如此。。。其实我只是个初级的DCS操作工，对ITCC很感兴趣而已，呵呵。看来那个人还是有点本事的，不然能这么被挖来挖去的
话说我们老总还是很动心的，打算去趟德胜钢铁厂亲自看下效果呢。
我恰好有和利时的宣传资料，里面有无关坐标系算法公示（一点看不懂。。。）还有您所说的测流什么的，既然是从CCC过来的，估计这些理论什么的都应该是跟CCC差不多啦，有兴趣的可以看看，看懂了讲讲啊，哈
还有我们公司的主机是成发的（成都发动机集团），不知道您听说过没有

石钦文 发表于 2014-7-10 13:03

                               
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我们的ITCC用的TRICON的，SIS用的ICS的，前一段时间TRICON坏了一大堆卡件，备件价格不菲。经验丰富的老前辈 ...

项目刚上时，买这些东西一定要把备件谈好，不要光看项目的整体报价，厂家都会在备件上狠宰你一顿，不象西门子，GE的PLC啥的，满大街都是，你SIS和ITCC都是特殊产品，项目既然用他们的东西了，不可能全换，只能买他们的备件了。

dulugo 发表于 2014-7-10 22:01

                               
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原来如此。。。其实我只是个初级的DCS操作工，对ITCC很感兴趣而已，呵呵。看来那个人还是有点本事的，不然 ...

文档看了，写的太基础了，很多内涵的东西没看到介绍，有拼凑CCC和TRICON宣传手册的嫌疑。
建议你下载一个CCC的宣传手册对比看看就知道了，论坛里有。

机组控制绝不是简单的看看宣传手册就行的，很多技术在宣传手册里是看不出来的，要具体看项目的实际应用。还是那句话，机组的算法要用到几十个以上的公式，绝不是简单的一个无量纲算式。



这是CCC用到的基础公式的目录。

成发听说过，但不了解。

我们的机组是PTA的空气压缩机，沈鼓产品，防喘振采用CCC，震动是BENTELY3500，连锁用的是西门子S7400，上位监测是深圳创为时S8000。FTA的小卡五年内坏了2个。

其实，把机组控制和ESD做到一起，再加上系统有SOE功能，这对于分析非计划停车原因绝对是有好处的，还有一点，三重化表决可不是扯淡，至少单点故障不会造成非计划停车，变送器也有SIL认证的，单个变送器如果没有SIL认证可以通过冗余来实现SIL等级。本人一点拙见！

tricon自己也有解耦控制功能块，汽轮机抽气主汽双解耦，转速喘振解耦，导叶防喘阀解耦都可以做，貌似也有投用的项目，只是很少，也不知道效果怎么样。 还有并联机组的负荷分配，在煤制气天然气并联机组上有应用。 接触过西气东输的四台并联压缩机 ，机组厂家自己的控制器，有负荷分配但貌似客户不投

淡定的年轻人 发表于 2014-7-21 11:43

                               
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tricon自己也有解耦控制功能块，汽轮机抽气主汽双解耦，转速喘振解耦，导叶防喘阀解耦都可以做，貌似也有投 ...

其实MICON研究机组控制这么多年，不会没有这些功能块的，象PROC_SRG_DECPL的喘振和性能解耦块，功能上还是有的，但想要用好这些功能，不是仅仅会编点程序就行的，最重要的是对机组的了解程度。

简单介绍一下目前主流的喘振线算法的推导过程，高手可以无视：
目前象TRICON,ICS,GE,包括CCC，都对厂家提出的性能曲线进行了坐标变换，坐标改为了纵坐标是压比(Rc)或简化压头（hr），横坐标是简化流量的平方（hs/Ps）或是简化功耗（CCC算法）。
为什么要这样变换呢，我认为原因主要有两个。
1.我们知道厂家给出的性能曲线纵坐标一般是出口压力，横坐标是入口流量，这个曲线是在一个固定的入口条件下给出的，也就是说与入口的温度，压力还有介质的分子量有关。如果工况不在这个条件下，性能曲线也会变化，对于一台机组，可以有不同的介质，比如可以空气试车，氮气吹扫，然后再生气工艺，这时分子量也会产生变化，对于分子量变化的情况，厂家会给出不同工况不同分子量的多个坐标的曲线，这就会产生很多条喘振线。采用简化算法后，可以将多工况多分子量的喘振线合并为一条喘振线。（可以参考CCC宣传文档的简单介绍）。
2.厂家给出的曲线坐标是Pd与Q的关系，压力与Q的关系不是线性的，而是抛物线，这样，如果用这些抛物线的极限点做喘振线，会增加或是减小了安全区。压力是与Q平方成线性关系的，在下面推导中会看出来。

推导过程：


N：转速
Qs:流量
Hp：多变压头

多变压头公式：



流量公式：


Hp和Qs代入上面第三个公式，最后可以推导出：



简化压头hr公式：

这里Rc=Pd/Ps
σ=n-1/n
根据上面的hs公式，可以求出hs/Ps与hr的对应关系。
到此为止，可以看出，纵坐标是hr或Pd/Ps与横坐标简化流量是线性关系。

那么纵坐标还有两种变化。
第一种就是hr，通用算法，什么机组都可以用。（多工况，变分子量的机组，合并曲线时也会用到，合并曲线是个相当相当高级的算法，以后有机会再讨论。）
第二种是Pd/Ps-1,由于σ可以根据等熵指数与多变效率或是出入口压力比的Log/出入口的温度比log值求出，因此，在MW（分子量），k（等熵指数）或Ts（入口温度）的变化小于15%的时候，可以将hr简化为Pd/Ps-1。

CCC还有一种横坐标的算法是在没有流量元件，但可以测转速和功率的情况下使用的。jr=Jg/(N*Ps)，由于这个算法的特殊性，不在这里讨论。


希望对机组算法和控制感兴趣的一起讨论。

楼主请教个问题，某些汽机拖动压缩机带入口导叶，我理解转速和入口导叶的功能有些重复，都是控制流量或出口压力，在运行过程中，如果要调节出口压力或转速,是以导叶调节为主？那什么时候调节转速？ 另，我接触到有的压缩机入口导叶除了控制出口压力外，也受入口温度的限制，或入口流量的限制。请教其中原理?

淡定的年轻人 发表于 2014-7-22 10:59

                               
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楼主请教个问题，某些汽机拖动压缩机带入口导叶，我理解转速和入口导叶的功能有些重复，都是控制流量或出口 ...

这个问题问的好。
得先从到底是选择用汽轮机拖动还是电机拖动说起。
选择用哪种拖动不是机组厂家定的，而是用户的工艺流程来定的。
想用汽轮机，必须得有汽源，没有汽源，只能电机。但汽源是从哪来的，如果自己厂内有汽源，当然不成问题，但是，如果蒸汽是买来的呢，这个就要考虑是买汽的成本高还是用电的成本高，用户都是根据机组的功率来计算哪个更便宜。所以会看到一起上了两套机组，一个用汽轮机，一个用电机的情况，那个用电机的肯定比用蒸汽便宜。还有一种是必须用电机的，就是机组的功率太小，没有那么小的汽轮机，只能用电机，有人说可以用齿轮箱，但这不是浪费吗。
这样，就会有汽轮机和导叶同时出现的机组。
下面说调节问题。
首先明确一点，调节汽轮机转速是所有机组调节方式中最节能的（调节方式包括转速，入口导叶，入口阀，出口阀，防喘振阀）。如果能用汽轮机转速来调，一定要用这个，但是，有些工艺是不能这样调的。
比如如果你调节转速，会影响到蒸汽管线上的其它用汽设备，造成工艺管线的波动。
刚才说用哪种拖动不是厂家定，但调节问题有一部分是厂家来定的。就是说厂家只能给出机组根据导叶变化的性能曲线，而给不出根据转速变化的性能曲线。这样如果按照转速来调，会出现防喘振断点。
不用汽轮机调节，都是被动的，不是不想用，是真不能用。
你说的最后一个问题，控制出口压力受流量限制，是因为要考虑到喘振。比如你降低出口压力，会减小导叶的开度，这时流量也相应的减小，向喘振区靠拢。至于你说的受温度限制，我没听过，不知道是不是因为和流量的补偿有关。

认真看了楼主的这篇技术贴，感觉收获颇多。本人从事机组运行操作20余年，参加了2个大化肥的原始开车，很是认同楼主对机组控制的见解，虽然不是搞仪表的，但是对机组控制系统非常感兴趣。 诚如楼主所说TRICON做的转速控制是真心的慢啊，有时工艺要求急的时候，只能用加大目标设定值和实际转速值偏差来做，然后紧接着就会出现过调，再反过来做，工艺系统波动较大。
再谈一下做控制系统的人员素质，个人认为做控制系统的人员必须对工艺有深刻的理解才能做好。举一个例子，我就碰到东北某自动控制公司用TRICON做机组的抽汽，去他们那里接收系统时，怎么说，他们就是不明白，等我们机组开车时，透平抽汽投用不了，整个工段全部在线等，他们还说解耦模块就是这么做的，不能改。在我的一再坚持下，禁用了自动投用，改为手动慢关低压阀，抽汽才正常投用。老是全复水，冷凝液泵都快挂了。 至今他们也没给我们做好自动投用抽汽。
再说一下防喘振系统，个人认为化肥合成氨装置机组用TRICON做就可以了，对机组保护很好，经历了很多次系统跳车，都能很好的保护机组。平时工艺负荷高一点，机组防喘振阀都基本做到全关。 机组的选型很重要，也就是开始的技术谈判，必须要懂的人去，如果富余量不合适，机组防喘振控制就会很麻烦。
没用过CCC的控制系统，不好评说。按楼主的意思，是不是机组防喘振和转速用CCC做，其他交给TRICON做，安全系统独立做，就是一个完美的机组控制系统的解决方案吗？