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TS3000在双轴式燃气轮机改造中的应用------------曾义勇刘刚川化集团股份有限公司化肥厂四川成都 610301前言：我国第一台双轴式燃气轮机的控制系统改造，由TS3000系统成功地取代了原来的MK2系统，填补了我厂燃气轮机控制系统改造领域内的一大空白。
关键词：TS3000；燃料阀；燃气轮机Retrofit of the straight compound gasturbineZengyiyong liugangFertilizerplant of the Sichuan Chemical Works Group Ltd，chengdu 610301，ChinaAbstract: The control system of TS3000 takes the place of the MK2 in the retrofit of the gasturbine，which is the first straight compound gasturbine in China。
It fills a gap in the field of the gasturbine’s control system retrofit。
Keyword：TS3000； FVA， gasturbine1、概述川化集团有限责任公司化肥厂的燃气轮机是英国ROSTON公司TORNADO双轴式燃气轮机（见图1所示），该机组从1990年投入生产，因自动控制系统影响，造成机组跳车事故频繁发生，严重的影响了生产。
MK2系统是某公司早期的燃气轮机控制系统，经过长期投运该控制系统存在以下诸多问题：控制模块的安全可靠性存在问题，测值误差大，易引发停车事故。
系统不够开放，为保护程序不让外界干涉，采用黑匣子屏蔽进行保护，程序无法修改和读取，更无法了解其控制的方式及原理，更不要说进行重新组态。
基于淘汰型产品系统，售后服务难以满足工厂生产的要求。
![航天炉煤气化技巧运转情况[精彩]](https://img.taocdn.com/s1/m/68ae4efde109581b6bd97f19227916888586b950.png)
航天炉煤气化技术运行情况航天, 煤气化, 技术, 运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。
现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。
没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。
2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。
不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。
3、气化及净化烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。
设计气化温度1400-1600℃，气化压力4.0MPa。
热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃ ，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。
4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。
渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。
二、技术特点1、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。
航天炉煤气化技术运行情况航天, 煤气化, 技术, 运行HT-L煤气化技术的生产应用HT-L煤气化工艺是航天十一所借鉴荷兰SHELL、德国GSP、美国TEXACO煤气化工艺中先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。
现将该工艺在煤化工项目中的应用介绍如下：一、工艺介绍1、磨煤与干燥系统磨煤与干燥系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，两套系统一开一备，单套能力35吨/小时，目的是制造出粒度小于90微米的大于80%、水含量小于2%的煤粉。
没有单独的石灰石加入系统，只是利用皮带秤通过比值调节将粒状石灰石加到输煤皮带上，一块进入磨煤机研磨。
2、加压输送系统加压输送系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与SHELL工艺相同，目的是将制出的合格煤粉利用压差输送至气化炉进行燃烧气化。
不同是V1205下面是三条腿，三条线输送，到烧嘴处汇合从烧嘴环隙呈螺旋状喷入炉膛。
3、气化及净化烧嘴设计同GSP，采用单烧嘴顶烧式气化，气化炉采用TEXACO激冷工艺，气化炉升压到1MPa时，煤粉及氧、蒸汽混合以一定的氧煤比进入气化炉，稳压1小时挂渣，炉膛内设置有8个温度检测点，可以作为气化温度的参考点，也可以判断挂渣的状态。
设计气化温度1400-1600℃，气化压力4.0MPa。
热的粗煤气和熔渣一起在气化炉下部被激冷，也由此分离，激冷过程中，激冷水蒸发，煤气被水蒸汽饱和，出气化炉为199℃ ，经文丘里洗涤器、洗涤塔洗涤后，194℃、固体含量小于0.2mg/m3的合成气送去变换。
4、渣及灰水处理系统渣及灰水处理系统的工艺流程、运行原理、控制参数都与TEXACO工艺相同。
渣经破渣机，高压变低压锁斗，排到捞渣机，进行渣水分离，水回收处理利用；灰水经高压闪蒸、真空闪蒸后到沉降池，清水作为激冷水回收利用，浆水经真空抽滤后制成滤饼。
二、技术特点1、原料的适应性据设计方介绍，该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰份、高水分、高硫的煤种同样适用。
空冷系统及TS3000控制系统在燃气透平改造中的应用李强【摘要】In view of the slight higher temperature at the inlet of the gas turbine and ageing of some electronic elements in the Type SUVIMAC II control system, an air cooling system is added to the inlet of the gas turbine, and the control system is changed from SUVIMAC II to TS3000. After the renovation the temperature at the inlet drops from 33 ℃ to about 20 ℃, the fluctuation of revolution is small, the exhaust temperature stabilized at about 480 ℃, and long period operation o f the unit is realized.%针对燃气透平入口温度偏高、SUVIMAC Ⅱ型控制系统部分电子元件老化的问题,在燃气透平入口增设空冷系统,并将控制系统由SUVIMAC Ⅱ改为TS3000系统.改造后,燃气透平入口温度由33℃降至20℃左右,转速波动较小,排气温度稳定在480℃左右,实现了装置的长周期运行.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2011(038)004【总页数】3页(P59-60,63)【关键词】燃气透平;控制系统;改造【作者】李强【作者单位】中海石油化学股份有限公司东方572600【正文语种】中文中海石油化学股份有限公司一期合成氨装置设计能力为年产300 kt，采用英国ICE-AMV生产工艺，由日本千代田株式会社设计。
石油化工等行业机组综合控制系统TS-3000的应用探讨摘要：TS-3000集成综合控制系统，在石油、化工、冶金、铁路等联锁、控制方面应用较广。
系统硬件是由美国TRICONEX公司生产。
针对TS-3000集成综合控制系统应用中大家最关心的问题，分别进行了探讨。
关键词：TRICONEX公司；集成综合控制系统；探讨1、前言许多生产装置及机组联锁控制系统由于没有采用冗余控制系统，在长周期运行情况下，造成生产装置停车事故频频发生。
为避免事故的发生，多数炼油、化工企业，已经采用三冗余容错控制系统。
目前在石油、化工、冶金、铁路等广泛应用的机组集成综合控制系统是美国 TRICONEX 公司生产的 TS-3000 机组集成综合控制系统（机组集成综合控制系统包括：机组联锁即 ESD 功能、 SOE 即事件顺序记录功能、还有指示、记录、控制功能及诊断功能等。
例如：典型的控制方案是防喘振控制功能，调速功能、 PID 控制功能等），它由北京康吉森自动化设备有限责任公司集成。
下面从 TS-3000 应用中的硬件配置、通讯、系统软件、硬件、上位机应用软件等方面应注意的问题进行讨论。
2 、 TS-3000 硬件配置2.1 、 TS3000 系统一般的配置一个主机架加 1~3 个扩展机架；配二至三套互为备用的操作站。
采用工程师站进行站进行编程组态或故障诊断，利用通讯卡可以与 DCS 进行通讯等。
2.2 、主机架组成（见图 1 ）第一个槽位为双冗余电源卡（任一电源卡能满足一个机架的全部负载），一个电源卡失效不会影响控制器的运行。
电源卡为上下分布，上边的电源兼系统故障报警显示；第二、三、四个槽位为三块互为冗余的主处理器 CPU 卡，现有 3006 ， 3007 ， 3008 三种。
注意： TRISTATION 1131 软件要选择合适的版本，高版本向下不完全兼容，即一旦版本升级，低版本就不能用；第五个槽位为通讯卡（ NCM 4329 或 EICM 4119 ）；随后 12 个槽位，每两个为一个 I/O 逻辑槽位，即每相邻两个卡互为热备。
浅议航天炉粉煤气化在行业中的优势郭兴建;童维风【摘要】介绍HT-L航天炉的工艺流程,技术特点,第一套装置自2008年开车以来的运行情况,并对该工艺的应用前景进行了分析.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2012(038)006【总页数】4页(P64-66,69)【关键词】HT-L炉;工艺;特点;运行;分析【作者】郭兴建;童维风【作者单位】安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉236400;安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉236400【正文语种】中文【中图分类】TQ546我国能源特点是缺油少气，煤炭资源相对丰富，因此煤在国内合成氨和甲醇工业原料中仍占据主导地位。
我国也成为世界上最大的煤气化炉市场，到2020年我国对煤气化炉有巨大的需求，需求量将达到2250套。
那么，目前，在我国煤化工建设中到底有多少种类煤气化技术在应用？存在哪些问题？从目前调查的情况看，包括正要准备中试和已经工业化应用的国内外煤气化技术有13种，国外技术有4种、国内技术9种。
我国已成为世界上应用种类最多的国家，国外技术美国GE公司的水煤浆气化工艺（原德士古水煤浆气化工艺）进入中国推广较早，应用业绩最多，荷兰壳牌、德国GSP煤气化技术也有不错的业绩。
与此同时，我国自主煤气化技术也发展迅速，以干煤粉气化技术为代表的国产煤气化技术已达到世界先进水平。
北京航天煤化工工程有限公司研制的 HT－L气化技术，其示范装置自2008年10月在安徽临泉化工股份有限公司一次开车成功以来，展示了优良的工艺技术性能，三年的时间，被迅速推广到10多家企业，参与中国这个世界最大的煤气化技术市场的竞争。
1 HT－L煤气化工艺简介航天炉是洁净粉煤气化工艺的一种，是航天十一所借鉴荷兰Shell、德国GSP、美国Texaco煤气化工艺中的先进技术，配置自己研发的盘管式水冷壁气化炉而形成的一套结构简单、有效实用的煤气化工艺。
该工艺煤种适应性广，从烟煤、无烟煤到褐煤均可气化，对于高灰分、高水分、高硫的煤种同样适用。
智能控制技术今 日 自 动 化18 ｜ 2020.12 今日自动化Intelligent control technologyAutomation Today2020年第12期2020 No.12巴陵石化合成氨装置氨冰机J2501是合成氨装置的重要设备，由中压蒸汽透平驱动，汽轮机带动压缩机组，处理由低温甲醇洗装置四台氨冷器换热来的气氨，为低温甲醇洗装置循环提供冷量，满足低温甲醇洗装置的低温生产需求。
氨冰机选用TRICON TS3000控制系统，实现机组的速度控制、开停车顺序控制、防喘控制以及联锁停机保护功能。
1 T RICON TS3000控制系统简介TRICON TS3000控制系统核心基于三重件冗余容错（TMR ）结构的容错控制器，机架为扩展式结构，机架之间采用三重冗余的I/O BUS 相连。
从输入模件到MP 到输出模件的完全的三重化，每一个IO 信号都拥有相互独立的三个Leg ，每一个Leg 自主地读取输入信号并将读到状态送给相应的MP ，三个主处理器之间通过TriBus 进行通讯，每一个扫描周期每个MP 都会通过TriBus 与其他两个MP 进行通讯和同步，TriBus 把DI 的表决结果和AI 的计算结果送给每一个MP ，每个MP 独立地进行Program 的运算并将结果送到送出模件。
控制系统可以识别控制元件的故障，自动把故障的元件加以排除，满足高可靠性、高可用性的容错控制能力。
2 氨冰机转速测量控制2.1 氨冰机转速测量与选择转速测量由转速传感器和转速测量仪表组成，磁感应式探头在机组转动时会在探头线路上产生一个频率信号，频率与机组转速对应。
氨冰机转速测量采用AIRPAX 转速探头测量，安装有7支探头。
1支进现场转速表，实现转速现场显示；3支进超速保护器，三取二硬超速保护，输出一路DO 信号串入现场跳车电磁阀供电回路，一旦超速，DO 接点信号断开，电磁阀失电，氨冰机跳车；3支进TS3000系统SPD_SELECT03模块，通过速度选择模块选择判断，当转速传感器三路正常时选中值，两路正常时选高值，一路正常时选当前值。
TS3000在航天炉煤化工中的应用作者：李元华河南濮阳龙宇化工有限责任公司仪表车间引言:近年来，随着中国经济的高速发展和工业技术的不段进步，我国甲醇行业也发生了很大的变改，其制气工艺也在不断的改进和发展：从原始的优质无烟块煤常压固定床造气炉间歇式制气(50年代)，到近年来的美国GE公司的Texco水煤浆加压气化技术和荷兰壳牌公司的Shell 粉煤加压气化技术，再到最近我国第一套航天炉HT-L粉煤加压气化技术在我公司的成功投产，工艺的可控性、安全性、能耗比、经济性都在不断的改变和进步。
一、概述濮阳龙宇化工是隶属于河南永煤集团的一个化工公司，工艺改造前该公司有甲醇生产规模为年产12万吨，其装置采用天然气与煤制气联合生产甲醇工艺。
煤制气采用优质无烟煤常压固定床造气炉间歇式制气，工艺落后，冷煤气效率（即合成气含有原料煤的能量）仅50%，煤的一半能量被浪费，并污染环境。
为了适应行业的发展和配合永煤煤化工做大做强的目标，从2006年我公司和中国北京航天科技集团经过整体调研，确定由我公司承建其“首套国产粉煤加压气化示范装置产业化开发研究”项目。
目前世界上已实现工业化应用的洁净、高效煤气化技术有两种，即美国GE公司的Texco水煤浆加压气化技术和荷兰壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术。
两种技术在国内大氮肥和甲醇行业都已经成功引进。
GE公司的Texaco水煤浆加压气化技术，由于对煤的成浆性和灰熔点特殊的要求，国内只有兖州、神府、华亭、义马、鹤岗等少数地区的煤炭可以用作其原料，难以实现原料煤的本地化，很难在全国的发电和煤化工企业推广。
壳牌公司的Shell粉煤加压气化技术，对于煤种的适应性广，但设备投资大，关键设备基本依赖进口，尤其是特殊阀门、气化炉内件和燃烧器，由于必须依赖进口，每年的备品备件费用对于一个18万吨/年合成氨厂来讲超过3000万元。
HT-L粉煤加压气化技术充分吸收了当今世界两大先进煤气化技术的优点，是在引进、消化吸收基础上的再创新。
该技术在备煤、输煤、燃烧调节系统、气化炉辐射段均采用先进的粉煤气流床气化技术；灰渣水系统、洗涤、净化则采用气体急冷流程技术。
利用北京航天动力研究所多年来在煤气化以及能源化工行业关键设备研制方面的成果，重点在原料煤本地化、工艺路线的优化、减少投资、关键设备国产化方面所做的工作。
研制了具有高效节能的煤气化技术。
HT-L技术与壳牌、德士古主要经济技术指标的比较见表：以上比较可看出，HT-L技术性能已达到目前国际上最先进的壳牌、德士古的主要经济技术指标水平。
该技术由航天科技技团自主研发，属于大型煤化工成套设备，并已获得国家专利。
濮阳龙宇化工有限责任公司承建该技术首套煤气化装置，项目投产后，使装置生产能力达到20万吨，不但实现了原料的本地化，并且吨甲醇成本可以降低400元，达到了国内外煤气化技术的先进水平。
二、航天炉的工艺特点和TS3000系统1.HT-L粉煤加压气化技术HT-L煤气化工艺的原料是干煤粉，用高压氮气或加压CO2输送入气化炉，对煤种的适用范围宽，能够以当地煤种为原料，而且碳转化率超过99％。
该工艺过程对煤的特性，例如煤的粒度、粘结性、含水量、含硫量、含氧量及灰分含量均不敏感，但对于灰熔点较高的煤如灰熔点＞1400℃须加入助熔剂(石灰石)，改变溶渣性能。
工艺流程如图-1图一气化炉体示意图如图-2图-2由于航天气化炉的工艺特征，该炉体的工作环境属于高温（1500-1700℃）高压（4MPA），由于采取了加压煤粉给料技术和灰渣水气体急冷技术，所以对整个工艺的给料系统与气化炉燃烧系统以及灰渣处理系统的相互联锁以及各自系统的保护就要求很高。
由于整个仪表控制系统中有大量的设备联锁功能（比如单个煤烧咀供料阀的联锁就将近20个，同时又相互关系），单元联锁功能（比如气化炉停车联锁、），复杂控制回路（负荷控制回路等一共11个）和顺序控制回路（比如点火烧嘴开车顺控等），而且这些控制和回路又相互联锁，以至于在煤化工行业流行这样一句话：开煤化工就是开联锁仪表系统。
只要仪表系统正常，工艺生产就很可以很好的连续进行下去。
2.TRICON TS3000系统TS3000系统的硬件核心是TRICON的三重模件冗余容错（TMR)结构的控制器。
每个主处理器：CPU32位、50MHZ,2X16M RAM,工作方式为3-2-1-0，其32位浮点协处理器的使用得到了TUV AK-6级的安全认证，系统中所有的I/O信号都经过硬件的三取二表决（如图-3所示）。
TS3000系统具有最高的可靠性和可用率，并获得了国际电工学会IEC SIL-3级和德国技术监督局TUV AK-6级安全认证。
图-3TS3000系统所用软件为TRISTATION 1131,其支持TRICON系统过程控制和安全控制等各种功能块图库，这些功能块包括：模拟输入、指数滤波、PID、超前滞后、积分、中值选择、模拟输出、气体检测器、在线监控、打印及其它TRICON特殊的功能块，比如调速控制模块、多阀控制模块等。
TRISTATION 1131提供的用户编程语音有：功能块图（PBD)、梯形图（LD）、结构性文本（ST）。
TS3000系统的主要特点：•主处理器和I/O卡件完全三重化•没有单点故障会造成系统失效•独特的I/O逻辑槽位设计（提供工作和备用两个槽位）保障故障卡件全部在线更换•CPU内浮点协处理器经过TUV六级认证•32位CPU芯片保证了系统快速运行•系统高度的自诊断覆盖率，诊断功能皆为系统内置，不需编写应用程序•所有模拟量卡件精确度高，并可以定期自动校验•主处理器和I/O卡件的更换一样方便•系统按照IEC SIL-3标准设计的基于WIN XP的编程软件使用方便，并提供离线模拟仿真•毫秒级的SOE功能将为用户的故障和事件分析提供极大帮助•灵活可变的规模将为系统的扩展提供极大的便利并有效的降低扩建成本三、TS3000系统在航天炉煤化工工艺中的应用TS3000系统代表着国际最领先的关键设备安全控制系统，它积累了TRICONEX公司多年来从事安全控制领域的经验，为我公司的航天加压气化炉的安全连续运行提供最可靠的保证。
下面就举例说明TS3000系统在濮阳龙龙宇化工HT-L粉煤加压气化技术中的应用情况：1濮阳龙宇化工所用TS3000系统的网络图图-42.濮阳龙宇化工所用TS3000系统的主要功能：⑴.模拟量处理如下图-5所示，气化炉压力31PT0086A由模拟量卡件3700A输入系统，其机架物理地址是C3S4（第三个机架的第四个槽位）第6通道，如图所示，该压力点的量程是0到6MPAG，现场4-20Ma信号经卡件转换为819-4095范围的码值进入控制系统，此时码值为2445，则对应现场的压力值为2.98MPAG,该压力点有三个报警值，分别是低报警、高报警和高高报警，对应的报警值分别是：0.1MPAG、0.3MPAG、4.25MPAG，根据用户需要设定为1报警，此刻产生的报警是高报警，那么低报警点31PT0086A -H置1，图-5中表现为变为红色。
图-5⑵气化炉整体停车保护联锁（31UZ-0010)根据气化炉的工作环境和工艺控制要求，本联锁保护提供正常运行中的紧急停车保护和投运行时的正常允许保护。
在正常运行的时候，如果没有急停条件产生，则该联锁的输出为1；如果有紧急停车条件产生，则31UZ-0010A产生一个急停信号0，该信号去后续各个联锁以及DCS系统中实现各个其他联锁设备和工段的紧急停车，实现对气化炉体和相关设备的安全保护。
在停车后如果所有联锁停车条件消失，则该联锁逻辑允许开车，在点火投运过程中如果有新的急停条件发生，则该联锁会立即输出0，终止开车程序。
该联锁程序在TS3000中的实现如图-6所示⑶煤烧咀氧气系统安全保护联锁逻辑（31UZ-0020)⑷开工烧嘴投用安全保护联锁逻辑（31UZ-0050A/B/C)⑸点火烧嘴投用安全保护联锁逻辑（31UZ-0060A/B/C)⑹气化炉吹扫联锁逻辑（31UZ-0100)⑺煤粉管线切断阀联锁逻辑（31UZ-0101A1/A2/A3)以31UZ-0101A为例，该逻辑是煤粉管线切断阀31XVS-0101的开阀关阀逻辑，当开阀命令发出后5秒内阀门开到位，而且没有其他的关阀联锁信号（比如氧阀31XSV-0040没有开到位），那么该逻辑输出一个1信号使电磁阀持续带电，则煤粉管线切断阀13XVS-0101打开。
反之则关闭。
该逻辑在TS3000系统中的实现如图-7所示图-7⑻煤粉管线三通阀联锁逻辑（31UZ-0101B1/B2/B3)⑼氧气预热器出口氧切断阀联锁逻辑（31UZ-0101C)⑽氧管线上氧切断阀联锁逻辑（31UZ-0101D)⑾煤烧咀供氧保护联锁逻辑（31UZ-0101E)⑿气化炉查泄露联锁逻辑（31UZ-0101F)⒀SOE功能TS3000系统共有16个SOE块可以选择使用，16个SOE 块可以同时记录的最大点数是6万个。
每个块可以同时采集最多2万点。
四、结论北京康吉森自动化设备技术有限公司提供的TS3000系统在濮阳龙宇化工HT-L气化炉的应用，保证了该工艺系统和设备的安全运行，并在2008年10月投产以来的历次停车中准确安全可靠的保护了工艺设备。
实践证明该系统的投用，为HT-L气化炉的正常生产，工艺优势的发挥和设备的安全保护都增添了更加全面的保障。
该系统在HT-L煤气化工艺中的使用对煤化工行业的发展和正常生产起到了重要作用，相信经过长期的经验积累，TS-3000系统在该领域的运用会更加的完善和高效。
另外，由于时间的仓促和水平能力所限，本文难免有遗漏和错误。
衷心的希望得到大家的批评和指正。
谢谢！。
