膨胀机远程控制技术应用

　　1 膨胀机作用介绍

　　增压透平膨胀机是杂斯联合站石油气液化分离设备获取冷量所必需的关键部机，是保证整生产稳定运行的心脏。杂斯联合站工艺流程里将压缩机压缩后的石油气引入增压透平膨胀机进一步增压，提升压力，提升压力后进入浅冷系统，由浅冷系统进入膨胀机膨胀端，气体的压力在膨胀机膨胀端由1.5MPA迅速降至0.1MPA，压力降低，体积膨胀，温度迅速降低，在膨胀端出口产品则为液态液化气产品与C1. C2产品。

　　2 膨胀机喷嘴阀作用介绍

　　膨胀机流量调节是通过喷嘴阀开度来实现的，通过调节喷嘴阀开度可调剂冷量多少。如果喷嘴阀在生产中开度较大那么叶轮转速较高，进气量大，出口温度则更低，液化气产量相对较高。但如果开度过大则会导致原料气进装置压力低，那么在到达脱水流程时在干燥塔处脱水效果会很差。如果喷嘴阀开度较小，则液化气产量会很小，会导致原料气进装置压力高，导致油区憋压。

　　3 以前膨胀机喷嘴阀开度控制方式

　　目前尕斯联合站两台膨胀机运行控制均由现场两套PLC系统控制。PLC系统配置了人机界面即触摸屏，当需要控制喷嘴阀时，岗位工人根据机组通过MODBUS通信传送到DCS系统上所显示的原料气进装置压力数值，参考机组转速去膨胀机房在控制柜的触屏上控制喷嘴阀开度，控制不及时，存在一定滞后，影响液化气产量和相关区域生产稳定。如果控制不及时，转速过高，机组则有飞车的危险，存在较大安全隐患同时加大了岗位工人的劳动强度。

　　4 喷嘴阀开度远程控制技术方案

　　当前两台膨胀机数据传送均是采用MODBUS RTU通信方式，DCS系统做主站，PLC做从站，数据传送至DCS系统。采用的均为只读型MODBUS通信功能码 。为了能够实现DCS系统通过MODBUS通信控制膨胀机组，应重新编写机组控制系统通信部分程序，加入写入类型功能码06。MODBUS功能码类型如表1所示。

　　为了能够实现喷嘴阀远程控制首先要进行PLC程序编写，确定PLC程序中MODBUS通信数据读取以及写入地址(喷嘴阀开度数据读与写地址)。通过程序编写调试确定了喷嘴阀开度输入寄存器地址为R413。

　　开度控制寄存器地址确定后 ，要在DCS系统中通过MODBUS通信采用06功能码读取并写入数据进入膨胀机PLC寄存器R413。首先进行设备组态设置，确定读取地址，如图1所示。

　　在DCS系统组态中根据设备组态的地址进行数据包的读取，如图2所示。

　　组态完成后，进行人机界面绘制，效果如图3所示。

　　5 总结

　　方案完成后当岗位工人在气区值班室DCS系统进行膨胀机喷嘴阀开度控制时，现场PLC反应迅速、灵敏，喷嘴阀能够按设定的开度进行开关调节，效果良好。喷嘴阀远程控制的实现，减少了控制上的时间滞后，增强了膨胀机控制的实时性、稳定性，在保证液化气常量同时，消除了膨胀机对联合站各生产环节的不利影响，保证了生产平稳，降低工人劳动强度同时，消除了安全隐患。