王江宏

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

關(guān)鍵詞 天然氣;長輸管道;燃壓機組;控制技術(shù);分析

引言

隨著“一帶一路”的加快實施，我國與沿線國家的合作不斷加強，中俄天然氣管道東線、中亞D線等重點項目的推進加快，天然氣長輸壓縮機組的國產(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)被國外壟斷，長此以往，不利于我國燃?xì)廨啓C動力產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展[1]。因此，開展燃?xì)鈾C輪機械機組的控制研究就能推動科研發(fā)展，對長距離天然氣輸送以及社會發(fā)展都有積極的推動意義。

1燃?xì)鈾C輪機械控制體系的發(fā)展情況

在現(xiàn)代社會發(fā)展中，燃?xì)鈾C輪機械設(shè)備對多個領(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械設(shè)備功能方面都有著寶貴的作用。并且自動20世紀(jì)30年代由瑞士一家公司創(chuàng)造出了燃?xì)鈾C輪機械設(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輪機械設(shè)備的性能得到了全面的強化。我國在開展長距離天然氣運輸?shù)臅r候，燃?xì)鈾C輪機械設(shè)備是不可缺少關(guān)鍵設(shè)備，但目前我國在這種設(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，導(dǎo)致過去較多的燃?xì)鈾C輪機械設(shè)備都是在國外采購回來的。這種情況對目前我國的長管道天然氣傳輸體系的建設(shè)會帶來不利影響，因此我國目前正在大力開展燃?xì)鈾C輪機械方面的研發(fā)，保證長管道天然氣輸送管理有較高質(zhì)量。

2燃?xì)鈾C輪機械控制體系概述

在燃?xì)鈾C輪機械長時間的發(fā)展中，這一機械設(shè)備的運行原理、功能結(jié)構(gòu)、設(shè)計細(xì)節(jié)都得到了完善，和過去的燃?xì)鈾C輪機械系統(tǒng)相比，現(xiàn)代燃?xì)鈾C輪機械設(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、對于火災(zāi)警報的控制預(yù)警等方面都有大幅度的優(yōu)化，使燃?xì)鈾C輪機械更符合現(xiàn)代社會的各方面需要。通常燃?xì)鈾C輪機械的構(gòu)成會包括機械壓氣機設(shè)備、機械燃燒室部分、高壓渦輪設(shè)備、機械低壓渦輪設(shè)備以及動力渦輪設(shè)備等幾個組成部分，這些組成部分在實際的系統(tǒng)運行當(dāng)中都發(fā)揮了不可取代的作用。我國天然氣管道的距離較長，并且天然氣輸送量也比較巨大，這些因素在無形當(dāng)中提升了對于燃?xì)鈾C輪機械設(shè)備的要求，為了保證燃?xì)鈾C輪機械設(shè)備能在系統(tǒng)正常運行的階段中獲得良好質(zhì)量，需要設(shè)計人員能掌握這部件的設(shè)計要點以及運行時候?qū)@些設(shè)備的需要，只有這樣才能最終保證整體體系的運行質(zhì)量。

3燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)存在的技術(shù)難點

燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)的技術(shù)難點是在分析燃?xì)廨啓C及其輔機的結(jié)構(gòu)以及工作原理、特性、監(jiān)測要求，確定控制內(nèi)容。由于燃?xì)廨啓C輔機系統(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，一個信號動作可能引發(fā)的連鎖反應(yīng)多并且對硬件及現(xiàn)場儀表、閥門的精度和反應(yīng)速度要求極高。燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)對火災(zāi)探測器的設(shè)置、聯(lián)動觸發(fā)信號、手動控制方式、控制顯示及信號狀態(tài)、消防控制器計時誤差要求、對信息記錄數(shù)量以及斷電后保持時間均有特別明確的要求。該燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)設(shè)計遵照燃?xì)廨啓C控制系統(tǒng)相關(guān)控制規(guī)范進行。

燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)與常規(guī)汽輪機驅(qū)動或者電動機驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)有很大的差異。燃?xì)廨啓C輔機控制系統(tǒng)應(yīng)該滿足燃?xì)廨啓C控制的通用要求。燃?xì)廨啓C輔機控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格遵守安全標(biāo)準(zhǔn)。對于燃?xì)廨啓C起動、停機時，對燃機進行相應(yīng)的技術(shù)維護，同時及時消除運行中以及技術(shù)維護中發(fā)現(xiàn)的故障。在發(fā)現(xiàn)有機械缺陷（穿孔、斷裂、變形）時，控制系統(tǒng)要求能根據(jù)相應(yīng)的提示幫助進行分析。檢查缺陷區(qū)域內(nèi)的設(shè)計元件、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，使用相關(guān)現(xiàn)行技術(shù)文件規(guī)定的帶標(biāo)號的工具、設(shè)備、機械化工具、測量工裝來完成調(diào)試工作[3]。

4燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組控制系統(tǒng)解決方案

4.1 硬件搭建構(gòu)成

燃?xì)廨啓C驅(qū)動壓縮機組輔機控制系統(tǒng)的構(gòu)成，機組控制系統(tǒng)通常由PLC下位機、HMI上位機組成，共同完成監(jiān)視、控制，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機組控制。專用于工業(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驅(qū)動壓縮機組安全控制。根據(jù)實際情況和要求，本系統(tǒng)采用的是基于冗余容錯PLC可編程邏輯控制器的燃壓機組控制系統(tǒng)。同時，注意長輸天然氣管道燃?xì)廨啓C控制系統(tǒng)的硬件配置同時要滿足長輸天然氣場站其他設(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)。廠級數(shù)據(jù)高速公路PDH是一個對外界開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它將HMI服務(wù)器與操作員站、打印機、歷史數(shù)據(jù)站及其他控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，注意長輸天然氣管道燃?xì)廨啓C控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接允許共享一條傳輸線的多個站點隨機訪問傳輸線路。

5結(jié)束語

總之，目前，天然氣運輸?shù)闹饕緩骄褪沁\用天然氣管道來予以實施，為了提升天然氣運輸?shù)馁|(zhì)量與水平，要強化壓縮機運用的控制力度。壓縮機集中表現(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)展的形勢之下，天然氣長輸管道壓縮機的技術(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，本文的研究也就顯得十分的有意義。

參考文獻

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[2] 劉彥兵.天然氣長輸管道燃壓機組控制技術(shù)探究[J].中國科技投資，2017，（28）：245.

[3] 徐鐵軍.燃?xì)廨啓C在我國天然氣管道行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].燃?xì)廨啓C技術(shù)，2012，25（1）：12-16..