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催化气压机控制系统的升级改造

文档作者：徐世翔文档来源：陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼油厂电仪车间		点击数：	更新时间： 2026年01月25日
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催化气压机控制系统的升级改造
徐世翔
（陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼油厂电仪车间，陕西延安７２７４０６）
摘　要　某厂年产１００ 万吨催化装置的气压机控制系统技术落后、自动化水平低且能耗大，为此，对其
控制系统进行升级改造。新系统硬件由ＴＲＩＣＯＮ 控制器、ＴｕｒｂｏＳｅｎｔｒｙ 三取二电子超速保护器和Ｂｅｎｔｌｙ
３５００ 轴系统仪表组成；软件改造通过系统程序优化新的性能控制。实际投运结果表明：气压机的转速平
均降低了４００ｒ／ｍｉｎ，中压蒸汽一年最低减少８ 万吨左右；同时，气压机控制系统操作得到了优化。
关键词　气压机　控制系统升级改造　汽轮机转速　防喘振阀　反应压力
中图分类号　ＴＨ４５　　　文献标识码　Ｂ　　　文章编号　１０００-３９３２（２０１６）１１-１２２０-０２
　　气压机是催化炼化生产过程中的一个重要设
备，其作用是将分馏部分来的低压富气提高压力
后送至吸收稳定部分［１］ 。其动力主要来源于汽轮
机，汽轮机的动力主要来源于４ＭＰａ 中压蒸汽。
原气压机控制系统由于技术落后，使得气压机经
常处于满负荷运行，能源浪费巨大。因此，气压机
控制系统不仅要在生产操作方面进行优化，更应
该在节能降耗方面有所突破。
陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼
油厂年产１００ 万吨催化装置的气压机控制系统于
１９９８ 年投产，由于技术落后、系统老化、新旧配件
无法兼容、设备故障率高及能耗大等原因，已经无
法满足安全平稳生产的要求。为了实现装置的安
全长周期运行，给企业带来更大的经济效益，必须
对气压机控制系统进行升级改造。
1　原系统现状①
陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼
油厂的年产１００ 万吨催化富气压缩机为荏原
（ＥＢＡＲＡ）埃理奥特压缩机，控制系统为ＡＢ ＰＬＣ
双重冗余控制系统，配有Ｗｏｏｄｗａｒｄ 调速器、５０５ ＋
Ｌｏｏｐｍａｔｅ 位置操作器、ＰｒｏＴｅｃｈ２０３ 超速保护器、
ＣＣＣ 防喘振控制器、Ｂｅｎｔｌｙ ３３００ 轴系监测系统及
ＹＯＫＯＧＡＷＡ 单回路调节器等。
在原气压机控制系统的控制过程中，每次开
车暖机到提速都需要操作工到现场进行手动调
节，而手动调节最大的弊端就是转速控制精度低、
转速波动大。尤其在经过临界转速时，会造成气
压机长时间抖动，对设备伤害极大。另外，在正常
生产时，还需要操作工根据反应压力手动调节汽
轮机转速。
原防喘振控制器为独立ＣＣＣ 控制器，操作工
在画面上无法看到当前工作点的实际位置，而且
防喘振阀需要手动调节，一旦调节不及时就会造
成防喘振阀全部快速打开，导致反应压力突然升
高，火炬经常性冒黑烟。这不但造成装置运行不
稳定，而且增加经济损失，污染环境。
2　新系统升级改造方案
新气压机控制系统由ＴＲＩＣＯＮ 控制器（三冗
余故障安全型系统）、ＴｕｒｂｏＳｅｎｔｒｙ 三取二电子超
速保护器和Ｂｅｎｔｌｙ ３５００ 轴系仪表组成。
2．1　转速控制
调速器控制输出程序主要由ＶＰＩＤ 功能块完
成，其功能与常规调节器类似。但它只采用自动
方式，当模式小于２ 时，输出强制给０，转速小于
５００ｒ／ｍｉｎ 时输出最大为３０％。自动升速模式极
大地减少了操作工的劳动强度，降低了设备的风
险域时间。系统转速控制模块改造后完全实现了
全自动调速，不再需要操作工在现场手动升速，实
现了自动通过临界转速和自动暖机的功能。
2．2　防喘振控制
压缩机发生喘振的直接原因是其进口流量与
出口压力不匹配进而造成压缩机轴向低频大振幅
周期性气流振荡。喘振会使压缩机的性能恶化，
气流参数（压力、流量）大幅波动，噪声和振动加
１２２０ 化 工 自 动 化 及 仪 表　　　　　　　　　　　　　　第４３ 卷 　
① 收稿日期：２０１６-０６-０７（修改稿） 万方数据
剧，严重时足以损坏气压机。为此，通过增加反应
压力自动耦合模块来控制汽轮机转速和防喘振
阀，使工作点在防喘振线附近３％ ～５％范围内，
实现压缩机的最佳工作工况和稳定运行。当需要
降低反应器压力时，控制系统首先关闭防喘振阀，
然后再提升转速。当需要提高反应器压力时，首
先降低转速，然后再开防喘振阀。防喘振模块的
升级改造达到了汽轮机转速、防喘振阀和反应压
力自动控制的目的。
同时，本次改造还增加了喘振线和防喘振线
的自动变化功能和可视性，从上位机画面中可以
直接看到当前工作点对应的实际流量与防喘振点
之间的真实距离。防喘振控制有３ 种工作模式：
自动，完全由防喘振自动保护程序起作用；半自
动，操作工可以根据装置和现场情况人为给定一
阀位值，防止阀门长时间全部关闭而发生卡涩，操
作工只能向安全方向操作防喘振阀，在关阀时，压
缩机一旦达到喘振控制线，系统会自动限制关阀
操作，保证机组安全；手动，在正常生产时，仪表调
校阀门时采用手动工作模式，防止排凝导致的防
喘振阀打开，造成装置波动。
2．3　新增性能控制方式
本次改造新增了性能控制转速和性能控制喘
振两个功能，并根据原设计的理论喘振曲线，重新
计算了喘振曲线和防喘振曲线。新的防喘振曲线
采用渐开式，具有最大操作性能。为了防止工作
点超过防喘振曲线后才开始逐渐打开防喘振阀，
在程序中设定，当工作点靠近防喘振曲线３％时，
将不再降低转速或者关闭防喘振阀，而是根据反
应器压力自动打开防喘振阀或者升高转速；当工
作点大于５％裕度时，再执行转速或者防喘振控
制。综上，既要保证压缩机以最佳状态运行，又要
保证工艺平稳运行。当两个性能控制都投入自动
时，反应压力就不需要操作工操作了，系统会根据
设备的运行状态通过对转速的调节和对反飞动阀
的控制来保证反应压力稳定。
3　经济效益
由于气压机工作点的压线运行，改造后气压
机转速平均降低了４００ｒ／ｍｉｎ；而需要的中压蒸汽
从原来的６０ｔ／ｈ 降到现在的５０ｔ／ｈ 左右，平均每小
时减少中压蒸汽消耗１０ｔ 左右，一年最低减少中
压蒸汽８０ｋｔ 左右，具有非常可观的经济效益。反
应岗位直接输入反应器压力设定值机组控制系统
实现了全自动控制，除了压缩机故障停机外反应
岗位不再需要用防火炬阀来调整压力，保证了装
置长周期平稳运行，实现了节能减排的目的。
4　结束语
本次气压机控制系统的升级改造实现了自动
控制的目的，减少了人为操作失误的可能性，保证
了装置长周期平稳运行，创造了非常可观的经济
效益，实现了节能减排。尤其是汽轮机转速、防喘
振阀和反应压力的自动控制得到了工艺和设备人
员的高度好评。硬件升级给技术提高创造了良好
的实现平台，此次改造通过系统程序优化了很多
新的性能控制，可为同行在进行类似系统升级改
造时提供一定的借鉴。
参考文献
［１］　伍凌，易莹杰，徐杰．国产ＤＣＳ 中富气压缩机防喘振
控制方案的实施［Ｊ］．化工自动化及仪表，２０１１，３８
（５）：６２４ ～６２５．
　　（上接第１１７１ 页）
High-precision Temperature Monitoring System for Laser
ＬＩＵ Ｓｏｎｇ-ｂｉｎ１ ， ＷＡＮＧ Ｍｅｎｇ-ｑｉａｎ１ ， ＺＨＯＵ Ｃｈａｎｇ-ｑｉｎｇ２
（１．College of Electrical Engineering and Information， Northeast Petroleum University， Daqing １６３３１８ China；
２．Power Maintenance Team， Daqing Oil Production Plant， Daqing １６３３１８ China）
Abstract　Ｂｏｔｈ ＡＤ７７９３ ｃｈｉｐ ａｎｄ ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ-ｃｏｒｅｄ ｈｉｇｈ-ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．
Ｔｈｒｏｕｇｈ ＳＰＩ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ， ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｔａ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ．Ｔａｋｉｎｇ
ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ ｃｈｉｐ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ， ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｄａｔａ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｗｅｒｅ ｔｒａｎｓ -
ｆｏｒｍｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ， ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｃａｎ
ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｓｔａｙｓ ｗｉｔｈｉｎ ０．２％． Key words　ｈｉｇｈ-ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ＡＤ７７９３， ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ， ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２， ＳＰＩ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，
ｐｏｉｓｏｎｏｕｓ ｇａｓ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
　 第１１ 期　　　　　　　　　　　　　徐世翔．催化气压机控制系统的升级改造 １２２１

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