在流程工業(yè)領域，大量服役多年的進口透平機組正面臨控制系統(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T880三重化冗余壓縮機控制系統(tǒng)（CCS）接管該裝置MAN機組，完成特大級空分領域同規(guī)格機組國產化替代的首臺套落地。

圖1 兗礦新疆煤化工有限公司廠區(qū)全景（來源于網絡）

項目背景與控制難點

兗礦新疆煤化工有限公司2009 年成立， 60 萬噸醇氨聯(lián)產項目全面達產達效。園區(qū)內的8萬空分裝置為當年全國首臺套，承擔園區(qū)儀表空氣與工業(yè)氧氣的供應。裝置核心設備為 MAN 機組，主空壓機及增壓機由汽輪機拖動。

機組原控制系統(tǒng)為進口設備，核心控制器已停產多年，存在備件采購周期長、采購成本高，軟件版本老舊、系統(tǒng)安全漏洞等多重風險。機組防喘振、調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)長期存在運維隱患。

圖2 MAN 透平壓縮機組

T880 國產化替代，實現(xiàn)核心控制自主可控

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

T880系統(tǒng)已通過 SIL3 認證，控制周期小于 30 毫秒，可用率達 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)。

針對原機組運行數據有限的困難，工程團隊將原有喘振控制要求與和利時防喘振方案深度融合，完整還原原機組控制性能;同時新增汽輪機一鍵啟機，深度還原原有末級保護邏輯，保證在接管原系統(tǒng)全部工況的同時，實現(xiàn)核心控制能力的自主可控。此外，團隊還攻克了超速保護器功能對接、轉速探頭兼容性調試等關鍵環(huán)節(jié)，全程駐場配合業(yè)主完成調試投運，獲得業(yè)主高度認可。項目的成功落地意味著機組最關鍵的控制算法不再受制于原廠，安全與運維的主動權真正回到用戶手中，這正是國產化替代的核心價值所在。

圖3 運行畫面截圖

從一套機組到可復制路徑

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

國內大量在役的同類進口透平機組，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。

兗礦新疆煤化工項目的成功，為存量進口控制系統(tǒng)改造提供了一條經過驗證的國產化替代路徑。從控制器替換、控制邏輯還原到駐場調試投運，關鍵環(huán)節(jié)均已跑通，對國內同類高難度機組改造具有重要參考意義。

大型透平機組控制系統(tǒng)是流程工業(yè)的核心技術環(huán)節(jié)。憑借在透平控制領域長期的技術沉淀，和利時以國產化硬實力回應存量裝備改造的現(xiàn)實需求，助力國內流程工業(yè)關鍵裝備擺脫對外依賴，為制造業(yè)自主可控發(fā)展貢獻實踐樣本。