CN107345514B - 一种压缩机开机系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机开机领域，公开了一种压缩机开机系统及方法，其中，该系统包括：接收单元，用于接收开机指令；以及控制单元，用于在接收单元接收到开机指令的情况下，判断压缩机的当前状况是否满足开机条件，并在满足开机条件的情况下，将压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态，之后将该气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值，最后控制压缩机的三级切换开关置无级调量模式。通过上述技术方案，可以大大降低操作人员的开机工作量和误操作率，有效地保证加压缩机在变更操作期间的平稳安全运行。

Description

一种压缩机开机系统及方法

技术领域

本发明涉及压缩机开机领域，具体地，涉及一种压缩机开机系统及方法。

背景技术

加氢裂化新氢压缩机装置主要用于提供反应消耗掉的氢气，压力控制点设在高压分离器上，管网的氢气经过三级压缩，压力由1.1MPa升至15.3MPa。该装置共设置四台压缩机，在满负荷工况下，三台处于工作状态，一台用于备份，其中，C302A压缩机装备贺尔碧格Hydrocom气量无级调节系统，其他三台都是通过各自的逐级旁通阀返回，从而实现各级压缩气量调节以维持每一级入口的压力处于稳定状态。

加氢裂化新氢压缩机装置在正常生产条件下，受到加工负荷、设备故障、系统氢网波动影响，新氢压缩机开停相对较为频繁，而作为耗氢大户的加氢裂化装置，压缩机是否能顺利地进行开机切换是该装置安全平稳运行的有效保证。

C302A压缩机的原始设计控制方案为低位选择系统，为了避免不同的PID(Proportional-Integral-Differential)块在不同的区间对某一个返回阀的控制存在“冲突”，提出了通过对PID块进行阀位限位的解决方案，将返回阀和PID块进行了强制对应。在此基础上装备的Hydrocom气量无级调节系统在其负荷信号与PID输出信号间进行匹配时就容易出现混淆，造成操作失误，引起级间缓冲罐安全阀起跳，对火炬管网造成影响。

在现有技术中，C302A压缩机在开机过程中需要操作人员频繁地进行手动切换，期间涉及到的负荷信号和PID块输出之间的匹配与控制阀有较大的差异，容易导致操作失误。以上弊端尤其在切机过程中比较突出，操作人员需要在两台机子上进行操作，不同匹配方式来回操作，没有时间去对设备上其他运行参数进行有效监控，极易引起加氢裂化新氢压缩机装置产生波动。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩机开机系统及方法，以大大降低操作人员的开机工作量和误操作率，有效地保证加压缩机在变更操作期间的平稳安全运行。

为了实现上述目的，本发明提供一种压缩机开机系统，该系统包括：接收单元，用于接收开机指令；以及控制单元，用于在所述接收单元接收到所述开机指令的情况下，判断压缩机的当前状况是否满足开机条件，并在满足所述开机条件的情况下，将所述压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态，之后将该气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值，最后控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式。

优选地，所述控制单元还用于在所述压缩机的当前状况不满足所述开机条件的情况下，控制所述压缩机停止开机。

优选地，所述开机条件包括联锁信号正常和液压油油压大于指定值。

优选地，所述控制单元还用于在将所述气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统与DCS系统之间的中间接口单元是否在第一预设时间内启动，并在该中间接口单元未在该第一预设时间内启动的情况下，控制所述压缩机停止开机。

优选地，所述控制单元还用于在将所述气量无级调节系统的三级负荷提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值是否在第二预设时间内分别达到最高设定值，并在所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值未在该第二预设时间内分别达到所述最高设定值的情况下，控制所述压缩机停止开机。

优选地，所述控制单元还用于在控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式之前，判断所述压缩机的反应系统压力控制PID块是否置手动模式，并在该反应系统压力控制PID块未置手动模式的情况下，控制所述反应系统压力控制PID块置手动模式。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种压缩机开机方法，该方法包括：接收开机指令；判断压缩机的当前状况是否满足开机条件；将所述压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态；将所述气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值；控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式。

优选地，所述方法还包括在所述压缩机的当前状况不满足开机条件的情况下，控制所述压缩机停止开机。

优选地，所述开机条件包括联锁信号正常和液压油油压大于指定值。

优选地，所述方法还包括在将所述气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统与DCS系统之间的中间接口单元是否在第一预设时间内启动，并在该中间接口单元未在该第一预设时间内启动的情况下，控制所述压缩机停止开机。

优选地，所述方法还包括在将所述气量无级调节系统的三级负荷提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值是否在第二预设时间内分别达到最高设定值，并在所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值未在该第二预设时间内分别达到所述最高设定值的情况下，控制所述压缩机停止开机。

优选地，所述方法还包括在控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式之前，判断所述压缩机的反应系统压力控制PID块是否置手动模式，并在该反应系统压力控制PID块未置手动模式的情况下，控制所述反应系统压力控制PID块置手动模式。

通过本发明提供的压缩机开机系统及方法，不仅极大地降低了操作人员的开机工作量和误操作率，从而使得压缩机能够快速安全的启动起来，也使得压缩机开机过程中的安全阀起跳事件的发生概率降低以及气量无极调节系统的压力波动幅度降低。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一实施例的压缩机开机系统；

图2是根据本发明的一实施例的压缩机开机系统的操作画面；

图3是根据本发明的一实施例的压缩机开机系统的操作画面；

图4是根据本发明的一实施例的压缩机开机方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了大大降低操作人员的开机工作量和误操作率，有效地保证加氢裂化新氢压缩机装置在变更操作期间的平稳安全运行，在基于DCS控制系统上，本发明提供了一种压缩机开机系统。图1是根据本发明的一实施例的压缩机开机系统，该系统包括接收单元，用于接收开机指令；以及控制单元，用于在接收单元接收到开机指令的情况下，判断压缩机的当前状况是否满足开机条件，并在满足开机条件的情况下，将压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态，之后将该气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值，最后控制压缩机的三级切换开关置无级调量模式；控制单元还用于在压缩机的当前状态不满足开机条件的情况下，控制压缩机停止开机。

具体地，在启动压缩机开机系统之前，需要现场手动打开液压油油泵电机，以提高液压油油压。在压缩机开机系统启动之后，首先判断压缩机的当前状况是否满足开机条件，其中，开机条件包括联锁信号正常和液压油油压PT7113大于指定值(如10.0MPa，但并不限于此)。

具体地，在满足开机条件的情况下，控制单元需将压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷均调为空负荷状态，其调节过程可通过以下方法实现，但并不限于此：

S11、控制一回一控制阀手操器HIC3117A和二回二控制阀手操器HIC3118A使一回一返回阀和二回二返回阀完全打开，控制三回三控制阀手操器HIC3113A使三回三返回阀完全关闭，控制无级调量三级负荷手操器HIC7003使气量无级调节系统的三级负荷处于空负荷状态。此时，图2所示的操作画面中，一回一控制阀手操器HIC3117A和二回二控制阀手操器HIC3118A的OP值自动置100％，三回三控制阀手操器HIC3113A的OP值自动置100％，无级调量三级负荷手操器HIC7003的OP值自动置0％。

S12、控制压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A使气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷处于空负荷状态。此时，图2所示的操作画面中，压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的OP值均自动置100％。

S13、控制压缩机的一级切换开关和二级切换开关置无级调量模式，控制压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A置自动模式，并将压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的目标压力值设为0.9MPa。在此步骤中，压缩机的一级切换开关和二级切换开关切换至无级调量模式后，实现了压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和无级调量一级负荷手操器HIC7001的串联以及压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A和无级调量二级负荷手操器HIC7002的串联。在此步骤中，将压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的目标压力值设为0.9MPa的目的是使气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷处于空负荷状态。

需要说明的是，控制单元也可跳过步骤S12，仅通过上述步骤S13将气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷调为空负荷状态。

在气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷均处于空负荷的状态下，手动打开压缩机电机。在压缩机电机打开之后，控制单元将气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值，其将气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值的过程可通过以下方法实现，但并不限于此：

S21、控制一回一控制阀手操器HIC3117A和二回二控制阀手操器HIC3118A使一回一返回阀和二回二返回阀完全打开。此时，图2所示的操作画面中，一回一控制阀手操器HIC3117A和二回二控制阀手操器HIC3118A的OP值自动置0％。

S22、判断压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的目标压力值是否小于等于压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的实际测量压力值，并在压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和/或压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的目标压力值小于等于压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和/或压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的实际测量压力值的情况下使压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和/或压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的目标压力值以预设幅度递增，直至压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A和/或压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A目标压力值达到最高设定值。其中，压缩机二级罐V306A压力控制PID块PIC3117A的递增的预设幅度优选为0.3MPa，其目标压力值的最高设定值优选为3.0MPa，压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的递增的预设幅度优选为0.5MPa，其目标压力值的最高设定值优选为6.9MPa。

S23、当压缩机三级罐V307A压力控制PID块PIC3118A的实际测量压力值大于等于其目标压力值的最高设定值时，控制无级调量三级负荷手操器HIC7003使气量无级调节系统的三级负荷逐渐提高。此时，图2所示的操作画面中，无级调量三级负荷手操器HIC7003的OP值从0％开始自动递增。优选地，无级调量三级负荷手操器HIC7003的OP值每次自动递增的幅度为5％，每10秒钟递增一次，直至递增至50％为止。

具体地，控制单元控制压缩机的三级切换开关置无级调量模式可通过以下方法实现，但并不限于此：

S31、控制三回三控制阀手操器HIC3113A置手动模式；

S32、在手动控制反应系统压力控制PID块PIC3113将气量无级调节系统的三级负荷提高后，控制单元控制压缩机的三级切换开关置无级调量模式，以实现反应系统压力控制PID块PIC3113与无级调量三级负荷手操器HIC7003的串级，至此，压缩机的开机过程结束。优选地，在此步骤中，手动调节图2所示的操作画面中的反应系统压力控制PID块PIC3113的OP值，将其调为50％，以实现反应系统压力控制PID块PIC3113与无级调量三级负荷手操器HIC7003的无扰动串级。

另外，为了使压缩机开机系统能够在压缩机出现故障时及时停止开机过程，控制单元还可在将气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值之前，判断气量无级调节系统与DCS系统之间的中间接口单元是否在第一预设时间内启动，并在中间接口单元未在第一预设时间内启动的情况下，控制压缩机停止开机。优选地，第一预设时间为90秒，可从接收单元接收到开机指令后开始计时。控制单元还可在将气量无级调节系统的三级负荷提高到预定值之前，判断气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值是否在第二预设时间内分别达到最高设定值，在气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值未在第二预设时间内分别达到最高设定值的情况下，控制压缩机停止开机。优选地，第二预设时间为720秒，可从执行完步骤21后开始计时。

由于反应系统压力控制PID块PIC3113可以分别与本实施例中的压缩机以及其他三台压缩机的三回三控制阀手操器HIC3113A串级，因此，为了防止压缩机开机系统在开机过程中反应系统压力控制PID块PIC3113与其他三台压缩机的三回三控制阀手操器HIC3113A串级，从而给其他三台压缩机造成影响，需要操作人员手动控制反应系统压力控制PID块PIC3113与本实施例中的压缩机的三回三控制阀手操器HIC3113A进行串联。一般情况下，在压缩机开机系统启动之前，需手动将反应系统压力控制PID块PIC3113置手动模式。为了避免操作人员忘记在压缩机开机系统启动之前将反应系统压力控制PID块PIC3113置手动模式，压缩机开机系统中的控制单元还可以在控制压缩机的三级切换开关置无级调量模式之前，判断反应系统压力控制PID块PIC3113是否置手动模式，并在反应系统压力控制PID块PIC3113未置手动模式的情况下，控制反应系统压力控制PID块PIC3113置手动模式。

在利用压缩机开机系统进行开机时，可点击图2所示的操作画面中的PB_C302A按钮，此时，会跳出图3所示的操作画面。再点击图3中的START按钮，则压缩机才开始正式进入开机过程，此时，图3中的指示灯显示绿色。如果中途需人为停止开机过程，则可点击图3中的STOP按钮，此时指示灯显示红色。若需返回图2所示的操作画面，则可点击图3中的C302按钮。在图2所示的操作画面中，若压缩机处于开机过程中，则RUN按钮显示绿色，若发生故障时，压缩机开机系统中的控制单元控制压缩机停止开机，则STOP按钮显示红色并带有报警声音，以提醒操作人员压缩机在开机过程中发生了故障，使操作人员能够及时排除故障。如果压缩机开机过程已完成，则图2中的END按钮显示绿色。

图4是根据本发明的一实施例的压缩机开机方法的流程图，该压缩机开机方法包括以下步骤：

S10、接收开机指令；

S20、判断压缩机的当前状况是否满足开机条件；

S21、在压缩机的当前状况不满足开机条件的状况下，控制压缩机停止开机；

S30、将压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态；

S40、判断气量无级调节系统与DCS系统之间的中间接口单元是否在第一预设时间内启动；

S41、在中间接口单元未在第一预设时间内启动的情况下，控制压缩机停止开机；

S50、将气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷分别提高到预定值；

S60、判断气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值是否在第二预设时间内分别达到最高设定值；

S61、在气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值未在第二预设时间内分别达到最高设定值的情况下，控制压缩机停止开机；

S70、将气量无级调节系统的三级负荷提高到预定值；

S80、判断压缩机的反应系统压力控制PID块是否置手动模式；

S81、在反应系统压力控制PID块未置手动模式的情况下，控制反应系统压力控制PID块置手动模式；

S90、控制压缩机的三级切换开关置无级调量模式。

需要说明的是，本发明提供的压缩机开机方法的具体细节及益处与本发明提供的压缩机开机系统相对应，于此不予赘述。

在一实施例中，利用本发明提供的压缩机开机系统及对应的压缩机开机方法进行了20余次的压缩机开机实验，均未发生安全阀起跳事件，同时开机过程中气量无级调节系统的压力波动幅度也明显降低。

利用本发明提供的技术方案可大大降低操作人员的开机工作量和误操作率，有效地保证了压缩机装置在变更操作期间的平稳安全运行。

另外，本发明提供的技术方案是通过收集大量的实际操作案例，在充分评估安全风险和可行性的基础上建立起来的，具有十分有效的实际应用价值。此外，本发明的技术方案中还设立了四处自动识别逻辑判断模块，一旦压缩机在开机过程中出现故障，压缩机开机系统可以立即停止运行并发出报警，以保证压缩机开机系统的运行与压缩机的实际运行状况能够完美配套。

本发明提供的技术方案可应用于炼油化工、煤化工、天然气处理等石油化工领域中所使用的压缩机装置。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种压缩机开机系统，其特征在于，该系统包括：

接收单元，用于接收开机指令；以及

控制单元，用于在所述接收单元接收到所述开机指令的情况下，判断压缩机的当前状况是否满足开机条件，并在满足所述开机条件的情况下，将所述压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态，之后将该气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值，最后控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式，

所述控制单元还用于在将所述气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统与DCS系统之间的中间接口单元是否在第一预设时间内启动，并在该中间接口单元未在该第一预设时间内启动的情况下，控制所述压缩机停止开机，

所述控制单元还用于在将所述气量无级调节系统的三级负荷提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值是否在第二预设时间内分别达到最高设定值，并在所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值未在该第二预设时间内分别达到所述最高设定值的情况下，控制所述压缩机停止开机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元还用于在所述压缩机的当前状况不满足所述开机条件的情况下，控制所述压缩机停止开机。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开机条件包括联锁信号正常和液压油油压大于指定值。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元还用于在控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式之前，判断所述压缩机的反应系统压力控制PID块是否置手动模式，并在该反应系统压力控制PID块未置手动模式的情况下，控制所述反应系统压力控制PID块置手动模式。

5.一种压缩机开机方法，其特征在于，该方法包括：

接收开机指令；

判断压缩机的当前状况是否满足开机条件；

将所述压缩机的气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷调为空负荷状态；

将所述气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值；

控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式，

所述方法还包括在将所述气量无级调节系统的一级负荷、二级负荷和三级负荷分别提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统与DCS系统之间的中间接口单元是否在第一预设时间内启动，并在该中间接口单元未在该第一预设时间内启动的情况下，控制所述压缩机停止开机，

所述方法还包括在将所述气量无级调节系统的三级负荷提高到预定值之前，判断所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值是否在第二预设时间内分别达到最高设定值，并在所述气量无级调节系统的一级负荷和二级负荷的目标压力值未在该第二预设时间内分别达到所述最高设定值的情况下，控制所述压缩机停止开机。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述压缩机的当前状况不满足开机条件的情况下，控制所述压缩机停止开机。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述开机条件包括联锁信号正常和液压油油压大于指定值。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在控制所述压缩机的三级切换开关置无级调量模式之前，判断所述压缩机的反应系统压力控制PID块是否置手动模式，并在该反应系统压力控制PID块未置手动模式的情况下，控制所述反应系统压力控制PID块置手动模式。

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