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[摘 要]在经济发展的影响下，透平压缩机组优化控制和节能降耗工作，是利用压缩机设备以及驱动运转来实现的。只有压缩机组控制系统体现可靠性，并且制定合理的压缩机组控制方案，才能真正实现节能降耗。当前阶段，我国使用最为普遍的透平压缩机组为 TS3000系统，这时一种大型的透平压缩机组，在提升安全性能，优化运行以及节能降耗等方面具有非常重大的意义。
[关键词]透平压缩机组；优化；控制；节能降耗
中图分类号：TQ051.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0148-01
未来的石油化工工程工业是引领大型压缩机驱动流程运转的关键。非计划停车生产停顿的发生依靠于大型压缩机组，同时对再开车的能量和环境给予保护。大型压缩机在装置中所处的地位远远高于投资的总量，面对着投资大额的缺口，我们不得不采取一些改革，改变压缩机在装置中单系列运行，从组装置备机。在透平压缩机组的优化控制与节能降耗过程中，需要改变的是大型压缩机的连续长周期运行，这种长时间的运行不会造成大型机组停车的故障。石化生产装置设备中，需要降低透平压缩机组的能耗。在大量的试验过程中，我们发现只有严格控制好压缩机在长期运作过程中的放空和回流，才是控制透平压缩机节能降耗的最佳方法。
1 安全生产，控制系统可靠性
从目前的生产实践来看，各种压缩机组故障与事故造成停产损失和能源浪费情况仍然很普遍。这些损失包括：压缩机组的误停车，造成停产损失和再开车的能源物料浪费；压缩组隐患初期未及时发现妥善处理，造成重大事故的设备损失、停产损失、开车耗费等。所以，除关注压缩机本体设备外，为压缩机组配套可靠稳定的周边设备也越来越被用户重视。一套可靠的压缩机组控制系统，实时进行机组运行状态的动态分析，对提高压缩机组的安全生产水平、节能降耗有重要意义。
压缩机控制系统属于专用控制系统的一类，广泛配套在大型轴流式、离心式压缩机组上。现代主流的压缩机控制系统都是建立在既有成型的控制系统技术基础上，其可靠性理论和实施方案都十分成熟[1]。目前大型关键机组的控制系统可靠性一般也都要求为IECSIL3级别（石油化工装置最高安全级别）。国内主流压缩机控制系统最常使用且可靠性、性能、安全性最高的控制器为压缩机控制系统TS3000，使得压缩机组控制系统的可靠性指标到达与装置相同的SIL3级。TS3000压缩机组控制系统可靠性高、控制功能强大、应用广泛、界面优化、软件开放、维护方便，成为国内大型压缩机组的标准控制系统。
2 压缩机的耗损控制
2.1 压缩机的装置好坏，是降低损耗的关键。压缩机运行工艺对控制效果有很大的影响。压缩机控制主要考虑到机组本身的安全，不能对装置工艺没有技术要求，相反，对于能力的大小直接会制约压缩机厂配套的控制系统，这对于一个刚刚走出困境的系统装置设备，其影响力是很大的[2]。通常我们不够重视控制边界设计，要求的基本工艺水准达不到，从而在压缩机安全监测过程中放松了对可控方案的实施，这样一来，传统压缩机控制方案只能作为摆设。研究开发对压缩机适宜的控制方案，将是工艺装置需要综合考虑的首要问题。控制方案对整个装置的运行的监测，不仅在技术上要求精准，而且在控制方案上要求高效。为此，要突破压缩机控制技术的难题，必须从提高压缩机配套实施方案开始，逐步对压缩机进行控制和控制系统革新等方面复合技术的开发。
2.2 在多台压缩机并联运行下，我们要筛选出效率最优的压缩机控制系统来完成具体的运作。通过对多台压缩机实行并联运行和采用孤立的机组控制策略，就可以对机组运行提高效率，压缩机运行效率的高低，直接制约着机组安全运行的风险。为了不再走损耗材料的老路，运用联控方案有效协调压缩机群的运作效率，是台离心式压缩机并联运行的最佳效果。
3 控制方案的设置
这主要有两种情况：
3.1 压缩机的运行与工艺运行密切相关，相互影响严重，这对压缩机的控制方案提出了很高要求。传统压缩机控制只考虑压缩机组本身的安全运行，对装置工艺需求没有能力或者不愿意深入考虑。尤其是由压缩机厂配套的控制系统，往往出于保护压缩机的目的，其控制边界设计得比较保守，对工艺操作需求很少顾及。当需要对工艺需求和压缩机状况进行综合权衡密切配合的时候，传统压缩机控制方案往往只关注压缩机本身。对压缩机适宜的控制方案，對工艺装置不一定最适宜，二者需要综合考虑，整体加以优化。同时，严谨精确的复杂控制方案也需要控制系统本身的性能支持[3]。所以，现代高水平的压缩机控制系统技术是结合了压缩机控制、工艺过程控制和控制系统3方面技术的跨领域复合技术。
如某大型PTA装置尾气透平能量回收主风机组的工艺过程十分复杂，除常规的透平控制与压缩机控制外，其控制还涉及到透平的主蒸汽控制和补汽控制、新鲜蒸汽与装置副产蒸汽的切换控制、尾气膨胀机负荷控制、膨胀机入口压力分程控制、3台反应器不同运行状态的控制、各种控制之间的解耦控制等。象这种压缩机控制与工艺过程密切结合的复杂控制，如果只从压缩机控制单方面角度出发，很难实现工艺装置的平稳控制和节能高效。
国内这种大型复杂PTA装置的尾气透平能量回收主风机组控制系统长期以来一直都是进口技术，很难实现国产化。即使大型PTA主风压缩机已经实现了国产化，其控制系统技术也是引进国外的，并且因为国外技术不开放的原因不能完全消化吸收。这个情况到2009年终于得以改变，仪征化纤PTA空压机组控制系统使用国内技术进行改造，顺利成功开车。这是国内第一套自主技术的PTA机组控制系统，由CONSEN公司承建，使用TS3000综合透平压缩机控制系统。这套PTA机组控制系统，实现了1大2小3台风机的并联运行，而且成功解决了其尾气膨胀透平并网运行的难题（此尾气透平自装置进口时就未能调试开车，外方始终未能解决问题）。此PTA机组控制系统改造的成功，为用户提高了控制水平，投用了能量回收设备，改善了工厂节能降耗的水平；此次改造成功，还标志着PTA机组控制系统技术已经完全被国内公司掌握，不再受制于外方。
3.2 多台压缩机组并联运行的情况，存在压缩机总体效率最优的问题，对压缩机控制系统要求很高。多台压缩机并联运行情况下，如果仅采用孤立的机组控制策略可能造成某台机组运行在低效率区，低效率区也往往是机组安全运行风险较大的区域[4]。先进的多机并联控制方案能有效协调各台机组的工作状态，使整个压缩机群的整体效率达到最优。如空压站多台离心式压缩机并联运行就属于这种情况。
结束语
综上所述，透平压缩机组的优化控制和节能降耗，有利于实现能源的可持续使用，这也为透平压缩机组的质量提供了保证。文章中从安全生产，控制系统可靠性、压缩机的耗损控制、控制方案的设置等方面进行了阐述，只有真正实现了节能降耗，才能达到安全生产的目标。
参考文献
[1] 胡辉，李大全，周声结.透平驱动湿气压缩机三级串联技术[J].天然气工业，2012，32（08）：39-43+129.
[2] 曾克良，温剑风.合成氨透平压缩机组调速控制系统改造[J].化肥工业，2011，38（05）：43-45.
[3] 文乐，高林，戴义平.透平压缩机组的模糊PID控制与特性研究[J/OL].西安交通大学学报，2011，45（07）：76-81.
[4] 曾克良，温剑风.合成氨透平压缩机组调速控制系统改造[J].企业科技与发展，2011，（18）：44-46.
[关键词]透平压缩机组；优化；控制；节能降耗
中图分类号：TQ051.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0148-01
未来的石油化工工程工业是引领大型压缩机驱动流程运转的关键。非计划停车生产停顿的发生依靠于大型压缩机组，同时对再开车的能量和环境给予保护。大型压缩机在装置中所处的地位远远高于投资的总量，面对着投资大额的缺口，我们不得不采取一些改革，改变压缩机在装置中单系列运行，从组装置备机。在透平压缩机组的优化控制与节能降耗过程中，需要改变的是大型压缩机的连续长周期运行，这种长时间的运行不会造成大型机组停车的故障。石化生产装置设备中，需要降低透平压缩机组的能耗。在大量的试验过程中，我们发现只有严格控制好压缩机在长期运作过程中的放空和回流，才是控制透平压缩机节能降耗的最佳方法。
1 安全生产，控制系统可靠性
从目前的生产实践来看，各种压缩机组故障与事故造成停产损失和能源浪费情况仍然很普遍。这些损失包括：压缩机组的误停车，造成停产损失和再开车的能源物料浪费；压缩组隐患初期未及时发现妥善处理，造成重大事故的设备损失、停产损失、开车耗费等。所以，除关注压缩机本体设备外，为压缩机组配套可靠稳定的周边设备也越来越被用户重视。一套可靠的压缩机组控制系统，实时进行机组运行状态的动态分析，对提高压缩机组的安全生产水平、节能降耗有重要意义。
压缩机控制系统属于专用控制系统的一类，广泛配套在大型轴流式、离心式压缩机组上。现代主流的压缩机控制系统都是建立在既有成型的控制系统技术基础上，其可靠性理论和实施方案都十分成熟[1]。目前大型关键机组的控制系统可靠性一般也都要求为IECSIL3级别（石油化工装置最高安全级别）。国内主流压缩机控制系统最常使用且可靠性、性能、安全性最高的控制器为压缩机控制系统TS3000，使得压缩机组控制系统的可靠性指标到达与装置相同的SIL3级。TS3000压缩机组控制系统可靠性高、控制功能强大、应用广泛、界面优化、软件开放、维护方便，成为国内大型压缩机组的标准控制系统。
2 压缩机的耗损控制
2.1 压缩机的装置好坏，是降低损耗的关键。压缩机运行工艺对控制效果有很大的影响。压缩机控制主要考虑到机组本身的安全，不能对装置工艺没有技术要求，相反，对于能力的大小直接会制约压缩机厂配套的控制系统，这对于一个刚刚走出困境的系统装置设备，其影响力是很大的[2]。通常我们不够重视控制边界设计，要求的基本工艺水准达不到，从而在压缩机安全监测过程中放松了对可控方案的实施，这样一来，传统压缩机控制方案只能作为摆设。研究开发对压缩机适宜的控制方案，将是工艺装置需要综合考虑的首要问题。控制方案对整个装置的运行的监测，不仅在技术上要求精准，而且在控制方案上要求高效。为此，要突破压缩机控制技术的难题，必须从提高压缩机配套实施方案开始，逐步对压缩机进行控制和控制系统革新等方面复合技术的开发。
2.2 在多台压缩机并联运行下，我们要筛选出效率最优的压缩机控制系统来完成具体的运作。通过对多台压缩机实行并联运行和采用孤立的机组控制策略，就可以对机组运行提高效率，压缩机运行效率的高低，直接制约着机组安全运行的风险。为了不再走损耗材料的老路，运用联控方案有效协调压缩机群的运作效率，是台离心式压缩机并联运行的最佳效果。
3 控制方案的设置
这主要有两种情况：
3.1 压缩机的运行与工艺运行密切相关，相互影响严重，这对压缩机的控制方案提出了很高要求。传统压缩机控制只考虑压缩机组本身的安全运行，对装置工艺需求没有能力或者不愿意深入考虑。尤其是由压缩机厂配套的控制系统，往往出于保护压缩机的目的，其控制边界设计得比较保守，对工艺操作需求很少顾及。当需要对工艺需求和压缩机状况进行综合权衡密切配合的时候，传统压缩机控制方案往往只关注压缩机本身。对压缩机适宜的控制方案，對工艺装置不一定最适宜，二者需要综合考虑，整体加以优化。同时，严谨精确的复杂控制方案也需要控制系统本身的性能支持[3]。所以，现代高水平的压缩机控制系统技术是结合了压缩机控制、工艺过程控制和控制系统3方面技术的跨领域复合技术。
如某大型PTA装置尾气透平能量回收主风机组的工艺过程十分复杂，除常规的透平控制与压缩机控制外，其控制还涉及到透平的主蒸汽控制和补汽控制、新鲜蒸汽与装置副产蒸汽的切换控制、尾气膨胀机负荷控制、膨胀机入口压力分程控制、3台反应器不同运行状态的控制、各种控制之间的解耦控制等。象这种压缩机控制与工艺过程密切结合的复杂控制，如果只从压缩机控制单方面角度出发，很难实现工艺装置的平稳控制和节能高效。
国内这种大型复杂PTA装置的尾气透平能量回收主风机组控制系统长期以来一直都是进口技术，很难实现国产化。即使大型PTA主风压缩机已经实现了国产化，其控制系统技术也是引进国外的，并且因为国外技术不开放的原因不能完全消化吸收。这个情况到2009年终于得以改变，仪征化纤PTA空压机组控制系统使用国内技术进行改造，顺利成功开车。这是国内第一套自主技术的PTA机组控制系统，由CONSEN公司承建，使用TS3000综合透平压缩机控制系统。这套PTA机组控制系统，实现了1大2小3台风机的并联运行，而且成功解决了其尾气膨胀透平并网运行的难题（此尾气透平自装置进口时就未能调试开车，外方始终未能解决问题）。此PTA机组控制系统改造的成功，为用户提高了控制水平，投用了能量回收设备，改善了工厂节能降耗的水平；此次改造成功，还标志着PTA机组控制系统技术已经完全被国内公司掌握，不再受制于外方。
3.2 多台压缩机组并联运行的情况，存在压缩机总体效率最优的问题，对压缩机控制系统要求很高。多台压缩机并联运行情况下，如果仅采用孤立的机组控制策略可能造成某台机组运行在低效率区，低效率区也往往是机组安全运行风险较大的区域[4]。先进的多机并联控制方案能有效协调各台机组的工作状态，使整个压缩机群的整体效率达到最优。如空压站多台离心式压缩机并联运行就属于这种情况。
结束语
综上所述，透平压缩机组的优化控制和节能降耗，有利于实现能源的可持续使用，这也为透平压缩机组的质量提供了保证。文章中从安全生产，控制系统可靠性、压缩机的耗损控制、控制方案的设置等方面进行了阐述，只有真正实现了节能降耗，才能达到安全生产的目标。
参考文献
[1] 胡辉，李大全，周声结.透平驱动湿气压缩机三级串联技术[J].天然气工业，2012，32（08）：39-43+129.
[2] 曾克良，温剑风.合成氨透平压缩机组调速控制系统改造[J].化肥工业，2011，38（05）：43-45.
[3] 文乐，高林，戴义平.透平压缩机组的模糊PID控制与特性研究[J/OL].西安交通大学学报，2011，45（07）：76-81.
[4] 曾克良，温剑风.合成氨透平压缩机组调速控制系统改造[J].企业科技与发展，2011，（18）：44-46.