洛宁站-压气站后空冷器风机控制逻辑优化方案

洛宁压气站后空冷风机控制逻辑优化方案姓名：冷二召单位：洛宁压气站时间：2014年3月1日目录摘要................................................................1一、设计图中空冷器运行模式..........................................2二、设计逻辑中空冷器风机运行存在问题................................5三、解决方案........................................................6四、应用效果及经验..................................................7致谢................................................................81摘要天然气在长输管线中从上游往下游输送，由于各方面原因，压力降低，流量减小，无法满足下游输送要求，因此在途径压气站时需要增压。增压后，天然气温度升高，此时必须使用空气对流方式对其做降温处理。西气东输洛宁压气站选用30台由兰州长征机械有限公司生产的空冷器。其空冷器初始设计启停程序由压缩机出口汇管温度TT4002和后空冷出口温度TT4003共同控制，而TT4002安装于旁通管线上，对于空冷器启停无太大关系，本文主要研究其设计程序的缺陷及其改良方法。关键词：空冷器逻辑控制改良2一、设计图中空冷器运行模式洛宁压气站有3台GE燃驱机组，机组型号为PGT25+SACPCL803，燃气轮机功率31.372MW，压缩机功率19.7MW，正常运行模式为2+1（2台运行1台备用）。压缩机出口高温天然气需经后空冷器冷却后输送至下游。空冷器厂家为兰州长征机械有限公司，有30台风机，每台风机功率30KW，编号为1#-30#。台机组运行情况下，后空冷出口阀门XV4702、XV4704、XV4706、XV4708、XV4710打开，空冷器旁通阀XV4601关闭。图1：压缩机组及对应后空冷阀门状态逻辑图图2：后空冷阀门与旁通阀状态逻辑图3图3：SCADA系统中后空冷控制图风机启动逻辑：压缩机出口温度TT4002≥52℃时，首先启动1#和2#风机。之后，若TT4002或空冷器出口温度（TT4003）≥52℃且≤60℃，每120秒启动2台风机；若TT4002或者TT4003﹥60℃时，每10秒启动2台风机。图4：空冷器启动逻辑控制图风机停止逻辑：空冷器出口温度TT4003≤40℃并持续600秒后，停2台风机，之后每隔120秒停2台风机。4图5：空冷器停止逻辑控制图5二、设计逻辑中空冷器风机运行存在问题从前面逻辑控制中可以得知：后空冷风机的启动控制由压缩机出口汇管温度TT4002和后空冷出口温度TT4003控制，而其停止控制由TT4003控制。实际应用中，压缩机出口汇管温度TT4002安装在后空冷旁通管线上。而压缩机正常运行时，后空冷旁通阀XV4601处于关闭状态，因此，TT4002采集的是空冷器旁通管线的死气段温度。在夏季高温时段运行的两个月中，空冷器风机运行后，当出口温度TT400340℃时，TT4002也高于52℃（有时甚至超过60℃）。TT400340℃且TT400252℃在程序逻辑中产生冲突，使风机急停急启。这样造成的后果是：风机处于不正常的工作状态中，不仅易损坏电机，而且造成不必要的能源浪费。6三、解决方案从工艺流程图分析，TT4002主要作用是有两方面：一是在站内循环流程（防喘测试）时，当压缩机出口温度过高时，及时启动后空冷风机，降低机组进口温度；二是在正输增压流程时，首先启动后空冷风机1#和2#，之后依次启动其他风机，保证出站温度不过高。图6：SCADA系统控制流程图解决方案：一方面，站内循环流程在防喘振测试后基本不再使用，TT4002在该流程启动风机的功能可暂停使用；另一方面，TT4002在正输增压流程时启动空冷风机的功能可以由TT4003实现。故洛宁站目前采用的方案是去掉TT4002启动后空冷风机的相关逻辑，修改后由TT4003完成，如下图所示。图7：改良后空冷器逻辑控制图7四、应用效果及经验逻辑修改后，解决了TT4002与TT4003存在的逻辑矛盾，避免了在夏季运行中，后空冷风机因逻辑问题造成的频繁启停，消除了电机故障的隐患。实际生产中，2台机组运行，空冷风机在夏季高温时段进站温度较高情况下投用，按照2个月（60天）运行时间计算，对应的20台空冷风机大约2/3时间在运行，1/3时间在停止状态，一年中可以省电能约：30KW/台×20台×24h×60×1/3=2.88×105Kwh。另外，西二线燃驱GE压缩机组都存在类似问题，建议推广使用。在新建和扩建场站中，类似设计存在缺陷的问题不易发现，在调试运行中发现应及时反馈与解决。8致谢本文在撰写过程中，得到了洛宁压气站站长涂怀鹏的悉心指导和帮助，他对本论文的写作提出了非常宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。另外，在资料收集阶段，电气技术员张振伟为我提供了许多关于后空冷逻辑控制的重要资料；在此一并表示真诚的感谢！