浅谈天然气压缩机自动控制技术要点

浅谈天然气压缩机自动控制技术要点

王浩策

山东中石油昆仑燃气有限公司 山东 济南 250000

摘要：在天然气的使用过程中,最重要的就是天然气的压缩和输送回收。在科学技术的发展中,压缩机的使用功能也需要得到拓展,而可编程逻辑控制器技术的成熟让其在自动化领域中得到了应用,因此,可以在天然气压缩机中也应用可编程控制技术,从而更好地实现天然气压缩机的自动化控制,减少人力成本的投入,提高企业的经济效益。

关键词：天然气；压缩机；自动控制技术；要点

1天然气压缩机自动控制系统设计要求

天然气压缩机的自动操控主要由PLC模块操控。将PLC技能使用于压缩机电气体系，构成天然气压缩机的自动操控体系。在规划天然气压缩机自动操控技能时，应根据其具体使用进行规划，要求自动操控能满足压缩机具体作业的要求。为了确保压缩机的正常作业，要求压缩机能有两个或两个以上的高压气瓶，以确保体系的正常作业，而在作业中，要求压缩机的阀门也能自动开闭，启停是为了提高天然气压缩机的自动操控效率，自动操控是对天然气压缩机的远程操控的需求，确保天然气压缩机作业时，方便作业人员随时随地进行检测，同时，作业人员还需求熟悉电气体系运行中各种参数的变化，便于完成对天然气压缩机的真实自动化操控和管理，从而判断天然气压缩机能否正常作业，并采取有效方法对异常进行处理。

2天然气压缩机自动操控体系作业原理

天然气压缩机的自动操控技术主要由PLC模块完成。具体作业流程相对简单。首先，压缩机将处理后的气体送入缓冲罐，对缓冲罐内的天然气加压。当缓冲罐内压力上升到工作压力后，自动操控体系启动压缩机，使用压缩机对天然气进行压缩。在高压气罐中，使用高压气罐运输和贮存天然气非常方便。高压气罐充溢紧缩气候后，压缩机会自动切换到另一高压气罐运行，不会影响天然气的压缩和生产。从这个进程能够看出，天然气压缩机是一个连续的作业进程。只有当天然气缓冲罐内的气压降到一定值时，天然气压缩机才会停止作业，当储气罐内的气压到达必定程度或规定值时，压缩机才会重新开始作业，这样压缩机才能继续进行具体的作业。为了完成这种自动操控操作，必须选用自动操控体系来确保其正确作业。

3自动控制系统

3.1 CNG回收工艺

对于天然气的压缩,其主要是指将天然气体积减小,需要压强压缩至大约25MPa,此时,天然气的体积为之前的1/250,此工艺充分利用了天然气的特性,对天然气的存储和运输效率大大提高,目前主要使用CNG预处理,其具有压缩技术简单、设备较为成熟的特点。使用CNG技术进行油田伴生气的回收,其工艺流程是预处理、进入缓冲罐、启动压缩机、装入高压气瓶,之后利用拖车运输高压气瓶,到达指定地点。

3.2PLC控制技术

在科技的不断发展下,可编程控制技术,即PLC技术以及愈发成熟,其主要是在原有的顺序控制器的基础上,与计算机技术、微电子技术、自动控制技术相结合,从而成为了新一代的工业控制装备,其具有使用方便、编程简单、适应面广、抗干扰能力强等优点。其内部主要是采用循环扫面的工作方式,可以在大型或者中型的PLC系统中增加中断工作的能力。相较于继电器而言,在性能上有了很大的提高,并且不会轻易受到环境的影响,在自动化控制领域具有广泛的应用。所以,本次天然气压缩机的自动化控制技术主要是将继电器与PLC技术相结合,通过这样的方法,不仅让压缩机具有结构紧凑、体积小、电气少、易检修的优点,还能在此基础上让设备使用更加恶劣的工作环境,降低生产成本。

3.3工艺需求

在天然气压缩机中,安装PLC控制系统能实施自动化控制。但是在进行系统的设计过程中,要注意其需要满足天然气压缩机的工艺需求,让自动化控制系统能够正常运行。若是想让自动化系统能够稳定运行,就需要有至少两个高压气瓶在工作中不会出现故障问题,并且压缩机的自动阀门在控制中能够保证正常关闭,其设备也能遵循工作人员的控制进行开启与停止。由于工作人员实行的是远程自动化控制,不能随时随地观察设备的运行状态,就需要工作人员能够充分掌握设备运行时正常的参数变化,若是其数据变动存在异常,需要有专业人员能够及时检修,从而实现天然气压缩机自动化控制的正常使用。

4设计方案

自动化控制压缩机主要是由电动阀门、电压表以及PLC等组合而成。在PLC控制系统中,电接点压力表的压力出现变化能够有效控制自动化系统,让压缩机的启停和电动阀门能够正常工作。

将可以检测缓冲罐中的压力变化的电接点压力表安装在缓冲管的出口位置,并将一个电动阀门安装在压缩机的进气端。把电接点压力表与电动阀门共同与PLC控制电路连接起来,从而让上文所说的电接点压力表检测到缓冲罐中的压力值在上升到一定数值后,就会让控制端自动控制电动阀门的开启,启动天然气压缩机。而电接点压力表若是测量缓冲罐中的压力值下降到一定数值之后,也会由控制系统将电动阀门关闭,同时让天然气压缩机停止工作。压缩机与压力容器之间选择单向阀,避免出现压缩机在停止工作后出现回流的情况。并且,需要在每个压力容器的进口位置安装与之对应的电接点压力表,可以实时检测压力容器中存在的压力值。止回阀门与电接点压力表之间也需要安装电动阀门,直接由PLC系统控制此电动阀门。若是测量到压力容器中的压力值达到一定范围,就会由PLC控制系统关闭此压力容器对应的电动阀门,让另一个压力容器前的电动阀门开启。

4.1压缩机设备的自动启停

在电接点压力表检测到缓冲罐之中的压力数值上升到达预设的范围后,压力表的上限触电就会直接闭合,控制PLC控制柜的启动按钮开启,从而让压缩机开始工作。而当电接点压力表检测到缓冲罐中的压力数值下降到相应的预设范围后,就会自动让电接点的下限触点,相继关闭继电器以及PLC控制系统,让压缩机停止天然气的压缩工作。

4.2压缩机中电动阀门的自动切换

在自动控制系统中,由PLC控制柜直接控制电动阀门,在当压缩机开始工作后,接触器的常闭触点处于闭合状态,在继电器通电后,两个常闭开关,其中一个闭合,另一个断开,就会控制电动阀门的开关开启,让天然气能够通过电动阀门进入到与之相对应的压力容器之中。并且,在与压力容器连接的电接点压力表会实时测量容器中的压力值,若是压力值上升至预设数值后,就会控制电接点压力触点控制电动阀门闭合,打开下一个电动阀门。在天然气压缩机正常工作时,会对此过程进行循环。

在电动阀门中,其控制电动机选用三相异步电动机,并与接触器相连,让压缩机在工作过程中能够通过对接触器的控制,从而控制电箱异步电机进行三项进电源的换向。在接触器接通控制系统后,与之相对的常开触点也会接通,同时将常闭触点断开,连接断电器,让另一个常开触点闭合,从而控制电动阀门的开启,在PLC接触器失去电源后,就会控制常开触点断开,常闭触点闭合,接通继电器,有效控制电动机的翻转,关闭压缩机的电动阀门。

结论

在科学技术的不断发展下,天然气压缩机的自动化控制技术也有了新的发展,在其中应用PLC控制技术,能够有效地实现压缩机的自动化控制,从而有效提高工作效率,避免出现人为原因的操作失误,降低人工成本,提高企业的经济效益,促进天然气领域的进一步发展。

参考文献：

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[2]李严,苏天波,张毅.基于模糊决策的天然气压缩机电气系统自动控制技术[J].智能计算机与应用,2017,7(3):85-88.

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