طراحي الگوريتم تطبيقي PI در كنترل‌كننده دانش‌بنيان UC5000 براي كنترل آنتي سرج توربوكمپرسور

تقويت فشار و انتقال گاز بخش مهمي از هزينه‌هاي عملياتي تامين گاز يك كشور را به خود اختصاص مي‌دهد. بهينه سازي عملكرد واحدهاي مختلف اين فرآيند، علاوه بر افزايش ايمني، مي‌تواند به طور قابل ملاحظه‌اي هزينه‌ها را كاهش دهد. يكي از واحدهاي مهم و حساس در تقويت فشار گاز به وسيله توربوكمپرسور، كنترل‌كننده آنتي سرج است كه تضمين كننده عملكرد ايمن با بازدهي مناسب توربوكمپرسور است. با توجه به اين كه توربوكمپرسورها و سيستم كنترل آنتي سرج آنها در اكثر ايستگاه هاي تقويت فشار كشور بسيار قديمي هستند، تعميرات دوره‌اي و يا نگهداري آنها هزينه بالايي داشته و در مواردي با توجه به نبود قطعات يدكي، فرآيندها به صورت دستي توسط پرسنل بهره بردار انجام مي شود كه صرف نظر از نبود بازدهي، عملكرد ايمن را به مخاطره مي‌اندازد. در اين مقاله نوسازي و بهينه سازي سيستم كنترل آنتي سرج توربوكمپرسور Ruston EM 85/ Dresser Clark با استفاده از كنترل‌كننده جامع UC5000 كه يك محصول دانش‌بنيان است، ارائه شده است. تست‌هاي مورد نياز براي صحت‌سنجي منحني مشخصه سرج كمپرسور طراحي شده و الگوريتمي ايمن براي كنترل آنتي سرج توربوكمپرسور بر پايه كنترل كننده PI با ضرايب تطبيقي ارائه شده است. براي شبيه‌سازي عملكرد كنترل‌كننده، عملكرد توربوكمپرسور و شير آنتي سرج در يك بستر الكترونيكي شبيه‌سازي شده و عملكرد كنترل‌كننده مورد ارزيابي قرار گرفته است. در نهايت تست‌هاي عملياتي بر روي سيستم و در شرايط مختلف كاري از جمله راه‌اندازي، كاهش دور كمپرسور، خاموشي و خاموشي اضطراري انجام شده كه نتايج تمامي تست‌ها نشان‌دهنده عملكرد صحيح، ايمن و سريع كنترل‌كننده طراحي شده است.

Pressure boosting and gas transmission account for an important part of the operational costs of gas supply in a country. Optimizing the performance of different units of this process, in addition to increasing safety, can significantly reduce costs. One of the important and sensitive units in boosting gas pressure by turbo compressors is the anti-surge controller, which guarantees safe operation with proper efficiency of turbo compressors. Due to the fact that the turbo compressors and their anti-surge control system in most of the country s pressure boosting stations are very old, their periodic repairs or maintenance are expensive, and in some cases due to the lack of spare parts, the processes are operated manually by the operating personnel which is not only ineffective but also endangers safe operation. In this article, the modernization and optimization of the anti-surge control system of the Ruston EM 85/Dresser Clark turbo compressor using the UC5000 controller, which is a knowledge-based product, is presented. The required tests for the validation of compressor surge characteristic curve are designed and a safe algorithm for turbo compressor anti-surge control based on PI controller with adaptive coefficients is presented. To simulate the performance of the controller, the turbo compressor and the anti-surge valve models have been simulated in an electronic board and the performance of the controller has been evaluated. Finally, operational tests have been performed on the system and in different working conditions, including normal operation, reduction of compressor speed, shutdown and emergency shutdown, and the results of all tests show the correct, safe and fast operation of the designed controller