PLC在天然氣壓縮機運行過程中的使用

2021-02-04

  PLC在天然氣壓縮機運行過程中的使用


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  近幾年來,由于我國對天然氣氣田的開發利用,天然氣對我國經濟發展起到了很大的拉動作用,帶動了相關產業的發展,由于天然氣熱值高、潔凈、無污染、輸送方便,被稱為綠色能源,環保能源。


  隨著燃油成本的提高和人類環保意識的增強,車用壓縮天然氣(CNG)廣泛應用在城市出租車、公交車及私家車輛上。目前一座標準的CNG加氣站主要由調壓計量、凈化系統、壓縮系統、儲氣系統、CNG售氣系統組成。


  由壓縮機及其驅動電動機和相關裝備構成的天然氣壓縮機組,是天然氣加氣站整個工藝系統的核心部分,、也是重要設備之一。而壓縮機組的控制系統則是壓縮機安全運轉的中心樞鈕,控制著壓縮機組的正常運行、自動保護、及順序充氣等。


  壓縮機組控制系統的優良直接影響到壓縮機組能否安全運行,直接影響著壓縮天然氣生產的產量和效益問題。影響其安全生產的要素主要有壓縮機的超溫、超壓、斷水、斷油等因素。


  隨著加氣站網絡的迅速發展,加氣站對設備的要求越來越高,建設本質安全性加氣站已成為未來加氣站生產建設的核心。設備不斷更新,不斷進步,可靠性、易操作性、可監視性、易維護性等已是基本的要求了。用繼電器搭成的控制電路具有可靠性差、不易維護、不易監視,已不能適應當前的要求。對安全生產也存在一些隱患。隨著電子技術、軟件技術、控制技術飛速發展,可編程控制器(PLC)發展迅猛,性能很高,價格較為合理,與繼電器搭的控制電路比具有很大的優勢,已大量運用在天然氣壓縮機組上,大大提高了設備的安全、穩定性。


 ?。ǘ㏄LC在天然氣壓縮機中的作用


  可編程控制器(PLC)是一種新型的通用控制裝置,其將傳統的繼電器控制技術、計算機控制技術和通信技術融為一體,專為工業控制而設計,具有功能強、通用靈活、可靠性強、環境適應性好、編成簡單、使用方便、體積小、重量輕、功耗低等一系列優點。


  1.天然氣加氣站工藝流程


  原料氣經過調壓、干燥處理后,將天然氣進入壓縮機,對其壓縮增壓至20MPa,通過順序控制盤依次向高、中、低壓地下儲氣井充氣,高壓地下儲氣井全部充滿后,壓縮機自動停止運行。


  CNG車輛來站充裝時,高壓地下儲氣井內的高壓天然氣通過售氣機對CNG車輛充裝。當高壓地下儲氣井內的天然氣過少,已經不足以滿足CNG車輛的充裝時,壓縮機啟動,在滿足CNG車輛充裝的同時向高壓地下儲氣井充氣,直至高壓地下儲氣井全部充滿后,壓縮機自動停止運行。


  2.PLC在天然氣壓縮機控制功能和控制原理


  采用可編程控制器(PLC)作為核心控制器,通過檢測儀器為PLC提供控制中所需要的信號參數對壓縮機進行自動巡回檢測控制。進行監控的主要參數有壓縮機進氣壓力、壓縮氣缸溫度、潤滑油壓力、溫度、電動機溫度、循環水壓力、溫度;壓縮機排氣壓力、儲氣井高、中、低壓力檢測等參數。


 ?。?)保護控制功能:①電機電流和電壓的檢測;②一二三四級缸油溫、油壓檢測;③一二三四級排氣溫度、壓力、電機溫度檢測;④進氣壓力檢測;⑤儀表風壓力檢測;⑥循環水溫度、壓力檢測;⑦儲氣井的壓力檢測;


 ?。?)保護控制原理在啟動主機之前先將進氣閥門打開,壓力控制到正常起機壓力,首先打開油泵對壓縮機缸體進行潤滑、10s后水泵起動,當起機條件滿足后,無故障信號,在控制面板允許啟機的指示燈會亮,可以進行壓縮機的起動,按下起機按鈕后,PLC接收到指令,開始執行運行程序。電機采用無負荷起動,當電機正常運轉10s后,進氣電磁閥打開,壓縮機一、二、三、四級級間閥得電打開,壓縮機進行正常運行。PLC對所有現場采集數據進行分析處理,監控各個數據有無異常。


  當水溫超過設定值時,風扇起動對循環水進行冷卻。當壓縮機在運行過程中,監控參數有一個在設定范圍內發生故障,PLC會發出報警指令,提示工作人員注意參數變化異常。當監控處理數據當到停機條件時,PLC會立即發出停機指令,壓縮機在接收到PLC停機命令后,壓縮機主電機停止工作,同時關閉原料氣進氣閥,壓縮機一、二、三、四級級間閥失電關閉。同時壓縮機停機泄壓閥得電打開,將壓縮機各級間壓力排出壓縮機。這時壓縮機油泵、循環水泵、風扇將斷續工作,將壓縮機工作時油溫、水溫降到正常值后,將自動停止工作。


  壓縮機的操作指令均由控制器PLC發出,從本質上,保障了壓縮機的安全平穩運行。


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  通過PLC技術在天然氣壓縮機上的成功應用,不僅解決了天然氣壓縮機系統存在的諸多問題,使得天然氣壓縮機的整個系統配置完善合理,運行安全可靠,維修簡單方便,而且為今后PLC技術的進一步廣泛應用積累了成功的經驗。

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