天然气压缩机的自动控制技术研究

天然气压缩机的自动控制技术研究

王瑛

鄂尔多斯市瑞洁燃气有限责任公司 内蒙古 鄂尔多斯市 017000

摘要：在天然气输送系统中，既要为气源区供气，又要从城市地下储气库中采气。因此，必须对天然气进行压缩处理，以保证天然气的高效供给。但由于天然气压缩机启动和关闭频率较高，因此必须对其进行自动控制，以保证设备的稳定和节能。文章主要对天然气压缩机的自动控制技术进行了研究。

关键词：天然气；压缩机；自动控制技术

1天然气压缩机自动化控制的原理

压缩机自动控制系统采用PLC模块化编程方式，使其运行过程较为简单。天然气压缩机先把经过加工的天然气推进到一个缓冲压气箱中，使之增压。在对天然气进行加压后，由整个控制系统对压缩机的起动进行控制。在此基础上，利用天然气压缩机将压缩后的天然气送入储气库，以利于储运。同时，该自动控制系统也使得压缩机在加满一个高压储气箱后，能够迅速地转换到另一个储气箱中继续加压，从而保证了天然气的正常生产。在充气过程中，若充入储气罐的天然气压力过低，则会使压缩器失效，若储气罐内天然气压力达到某一值，则可使压缩器正常运转。

2天然气压缩机自动化控制系统的设计依据

天然气压缩机自动控制系统主要包括缓冲罐、电接点压力表、压力容器、可编程逻辑控制器、控制电路、压缩机和电动阀门，利用PLC的控制电路，对电触点上的压力进行控制，实现了对电触点上阀门的开、关、停的控制。在缓冲器出口装有电接触式压力计，可测量出缓冲器中压力的大小。接着，将一个电动阀门安装到压缩机的进口。在可编程控制器内，将电接触式压力计和电阀门与控制线路相连。用电接触式压力表测量气缸中天然气的压力。当气压达到通常使用的设定气压值后，控制电路中的电控阀门开启，使压缩机启动。为了探测气缸中的压力，应该在每一个气缸的进口处都安装一台电触式压力表。当电触点压力表探测到气缸内的天然气压力小于另一预定压力表时，压缩机就会自动停机，同时电动阀门也会随之关闭。在压缩机与高压气缸之间安装一只阀门，使压缩机在停机时没有回流。采用可编程控制器，在电接点压力表两个单向阀间装有一台电动阀门，并通过PLC进行控制。当高压油缸中的压力升至预定值时，油缸与回路控制相应的电门会自动闭合，并启动其他电动阀门。

在自动控制压缩机中，要结合油田的实际气量以及当地的环境条件，对缓冲罐、压力容器等关键设备进行合理的选择，并按照设备的实际参数进行自动控制。在使用过程中，应注意防止压缩机的起停次数过多。一旦开、停的次数超出了所需的数量，就会导致压缩机的破坏，从而使压缩机不能继续使用。在使用前，需要进行自动控制装置的安装和调试。利用该系统对天然气压缩机及电控阀门进行控制，实现了对天然气的压缩、装罐过程的自动控制。PLC系统可以对设备的运行状态进行判断，使压缩机可以在故障发生之前，对故障进行预测，让工作人员可以提前进行维修，提升天然气压缩机设备运行的稳定性和可靠性，有效地延长设备的使用寿命，从而避免因设备故障导致机组停产的情况。

3天然气压缩机的自动控制技术要点分析

3.1 PLC控制技术

随着科技的进步，可编程序控制（PLC）技术也逐渐成熟起来。它是将计算机、微电子、自动控制等技术与传统的连续控制器相结合而形成的一种新型的工业控制装置。该方法使用方便，编程简便，适应性广，抗干扰能力强。在内部，以循环扫描为主，提高了大中型PLC系统的故障处理能力；相对于传统的继电器，其特性明显改善，且不会受到外界因素的干扰，因此被广泛地应用于自动控制中。为此，将继电保护与可编程控制器相结合，用于天然气压缩机的自动控制。采用此法，既可使压缩机结构紧凑，体积小，耗电少，维修方便，又可使设备在较差的工作条件下工作，从而降低生产成本。

3.2对燃气轮机温度限幅

在不能实时检测燃气轮机排气温度的情况下，对其进行严格控制，以保证燃气透平运行的安全性和压缩机温度。为持续提高燃气涡轮的出力，需要设定一个温度“阈值”，该“阈值”的临近可实现对转速的自动调节。

3.3进行负荷分配

针对压缩机运行中出现的回流现象，提出了在压缩机控制系统中应用两种控制策略，并在两种策略之间进行互补。针对各种要求，对压缩机的速度进行控制，保证了目标点的压力达到了一个合理的值。在低流速下，负荷会相应降低，从而使压缩机的回气量增大。为了使压缩机工作在最优状态下，必须由控制系统来调节压缩机的转速。

3.4对压缩机主性能的控制

主控制器对压缩机的主要性能进行控制。该控制器对压缩机的某些性能参数作出反应，并按压缩机的需要进行负荷分配。同时也重视对气道振动的抑制。为了确保压缩机的安全运行，尽可能地提高压缩机的工作效率，并根据实际情况对压缩机的性能进行适时的调整，以达到最佳的工作效果。

3.5压缩机的加载和卸载

目前，我国在天然气管道运输中普遍存在着许多问题，这些问题的处理和处理都是十分繁重的，这就对天然气压缩机的自动控制技术提出了更高的要求。在压缩机的控制系统中，加、卸负荷是必不可少的。压缩机按要求进行配置和工作。当压缩机只使用部分性能时，它会对比一些流量指标与压缩机的总性能，为压缩机提供信号指示，提示另一台压缩机的启动或停止，系统还可以对其它性能进行调解和分析，及时提高压缩机的工作效率，保证压缩机的工作安全，最大程度地提高天然气运输效率。

4结语

随着科学技术的不断发展，天然气压缩机的自动化控制也得到了很大的发展。在使用自动控制技术的过程中，能够实现对天然气压缩机的自动智能控制，有效地提升了工作效率，还能够避免由于人为因素导致的误差，减少了控制人员和操作人员的数量，降低了生产成本，从而提升了企业的经济效益。

参考文献：

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