在流程工業(yè)領(lǐng)域，大量服役多年的進(jìn)口透平機(jī)組正面臨控制系統(tǒng)老化困境：原廠備件斷供、存在安全漏洞、核心算法封閉，已成為眾多企業(yè)的運(yùn)維隱患。

這一困境在兗礦新疆煤化工8萬空分裝置上率先破局，和利時(shí)T880三重化冗余壓縮機(jī)控制系統(tǒng)（CCS）接管該裝置MAN機(jī)組，完成特大級(jí)空分領(lǐng)域同規(guī)格機(jī)組國產(chǎn)化替代的首臺(tái)套落地。

圖1 兗礦新疆煤化工有限公司廠區(qū)全景（來源于網(wǎng)絡(luò)）

項(xiàng)目背景與控制難點(diǎn)

兗礦新疆煤化工有限公司2009 年成立， 60 萬噸醇氨聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目全面達(dá)產(chǎn)達(dá)效。園區(qū)內(nèi)的8萬空分裝置為當(dāng)年全國首臺(tái)套，承擔(dān)園區(qū)儀表空氣與工業(yè)氧氣的供應(yīng)。裝置核心設(shè)備為 MAN 機(jī)組，主空壓機(jī)及增壓機(jī)由汽輪機(jī)拖動(dòng)。

機(jī)組原控制系統(tǒng)為進(jìn)口設(shè)備，核心控制器已停產(chǎn)多年，存在備件采購周期長、采購成本高，軟件版本老舊、系統(tǒng)安全漏洞等多重風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)組防喘振、調(diào)速等核心控制算法被封裝在原廠專用加密功能塊中。這套“黑盒”式控制邏輯，業(yè)主無法自主修改，系統(tǒng)長期存在運(yùn)維隱患。

圖2 MAN 透平壓縮機(jī)組

T880 國產(chǎn)化替代，實(shí)現(xiàn)核心控制自主可控

本次改造采用和利時(shí) T880系統(tǒng)替代原進(jìn)口系統(tǒng)，接管原機(jī)組全部工況，實(shí)現(xiàn)核心控制自主可控。

T880系統(tǒng)已通過 SIL3 認(rèn)證，控制周期小于 30 毫秒，可用率達(dá) 99.99% 以上，在控制精度、SOE 事件記錄分辨率及系統(tǒng)可靠性上均優(yōu)于原系統(tǒng)。

針對(duì)原機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)有限的困難，工程團(tuán)隊(duì)將原有喘振控制要求與和利時(shí)防喘振方案深度融合，完整還原原機(jī)組控制性能;同時(shí)新增汽輪機(jī)一鍵啟機(jī)，深度還原原有末級(jí)保護(hù)邏輯，保證在接管原系統(tǒng)全部工況的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)核心控制能力的自主可控。此外，團(tuán)隊(duì)還攻克了超速保護(hù)器功能對(duì)接、轉(zhuǎn)速探頭兼容性調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，全程駐場(chǎng)配合業(yè)主完成調(diào)試投運(yùn)，獲得業(yè)主高度認(rèn)可。項(xiàng)目的成功落地意味著機(jī)組最關(guān)鍵的控制算法不再受制于原廠，安全與運(yùn)維的主動(dòng)權(quán)真正回到用戶手中，這正是國產(chǎn)化替代的核心價(jià)值所在。

圖3 運(yùn)行畫面截圖

從一套機(jī)組到可復(fù)制路徑

本次改造是 T880 系統(tǒng)在 8萬空分裝置上，完成 MAN 同規(guī)格機(jī)組控制系統(tǒng)國產(chǎn)化替代的首臺(tái)套工程。

國內(nèi)大量在役的同類進(jìn)口透平機(jī)組，正面臨相同的“老化”困境，受備件斷供、核心算法封閉制約，業(yè)主長期受制于國外原廠。

兗礦新疆煤化工項(xiàng)目的成功，為存量進(jìn)口控制系統(tǒng)改造提供了一條經(jīng)過驗(yàn)證的國產(chǎn)化替代路徑。從控制器替換、控制邏輯還原到駐場(chǎng)調(diào)試投運(yùn)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)均已跑通，對(duì)國內(nèi)同類高難度機(jī)組改造具有重要參考意義。

大型透平機(jī)組控制系統(tǒng)是流程工業(yè)的核心技術(shù)環(huán)節(jié)。憑借在透平控制領(lǐng)域長期的技術(shù)沉淀，和利時(shí)以國產(chǎn)化硬實(shí)力回應(yīng)存量裝備改造的現(xiàn)實(shí)需求，助力國內(nèi)流程工業(yè)關(guān)鍵裝備擺脫對(duì)外依賴，為制造業(yè)自主可控發(fā)展貢獻(xiàn)實(shí)踐樣本。