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| 标准编号 | NB/T 10299-2019 (NB/T10299-2019) | | 中文名称 | 螺杆膨胀机(组)调速控制系统技术规范 | | 英文名称 | (Technical specification for speed control system of screw expander (group)) | | 行业 | 能源行业标准 (推荐) | | 中标分类 | K59 | | 国际标准分类 | 27.040 | | 字数估计 | 10,188 | | 发布日期 | 2019-11-04 | | 实施日期 | 2020-05-01 | | 发布机构 | 国家能源局 | NB/T 10299-2019: 螺杆膨胀机(组)调速控制系统技术规范
NB/T 10299-2019 英文名称: (Technical specification for speed control system of screw expander (group))
中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 行 业 标 准
螺杆膨胀机（组）调速控制系统技术规范
国家能源局 发 布
1 范围
本标准规定了螺杆膨胀机（组）调速控制系统的结构、性能指标、应用功能、试验和验收等技术要
求。
本标准适用于工质为汽水两相、饱和蒸汽或过热蒸汽的螺杆膨胀机（组），非水为工质（如低沸点
工质）的有机郎肯循环螺杆膨胀机（组）也可参考使用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码）
GB/T 17626.3 电磁兼容 测量和试验技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T 17626.11 电磁兼容 测量和试验技术 电压暂降、电压中断、电压变化的抗扰度试验
GB/T 30554-2014 螺杆膨胀机 术语
3 术语和定义
GB/T 30554-2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4.1 调速控制系统选配原则
4.1.1 为满足螺杆膨胀机组实现启动、速度控制、负荷控制的要求，提高机组运行的可靠性、经济
性、可控性和负荷调整的适应性，调速控制系统应采用技术成熟、可靠的控制系统。
4.1.2 调速控制系统的功能、性能和整体方案，应与螺杆膨胀机组的主体结构相适应。并根据机组的
容量、类型、结构特点和实际应用需求，确定调速控制系统的功能和性能指标。
4.1.3 在实现相同功能的条件下，调速控制系统应选用可靠性高、结构简单、易于维护的系统。调速
控制系统的设计、控制逻辑的组态和调试，应为熟悉螺杆膨胀机组的专业单位。
4.2 调速控制系统的基本要求
4.2.1 测量仪表
4.2.1.1 测速探头可选用磁电式测速探头，根据螺杆膨胀机组类型合理选择测速探头的数量。
4.2.1.2 测量仪表量程和精度应满足机组不同工况下的要求。测量仪表与控制系统间应设置必要的接
线盒（箱）。配置必要的就地显示仪表。
4.2.1.3 所有仪表均应校验合格，并在有效检验期内使用。
4.2.2 控制系统
4.2.2.1 控制系统的重要组成部分，如电源、主控制器、通讯网络是否采用冗余配置应由供需双方商
定。
4.2.2.2 参与控制和保护的关键工艺参数应按冗余变送器及输入通道配置，输入应配置在不同的输入
模件中；重要工艺参数应尽可能冗余配置。
4.2.2.3 控制系统出现硬件或软件故障时，应不会丧失保护功能，并能保证机组实现安全停机。
4.2.2.4 安装于室内控制系统的射频电磁场辐射抗扰度试验，满足 GB/T 17626.3一般试验等级 2级
要求、数字无线电话试验等级 2级要求。
4.2.2.5 安装于工业现场的控制系统的射频电磁场辐射抗扰度试验，满足GB/T 17626.3一般试验等级3
级要求、数字无线电话试验等级3级要求。
4.2.2.6 安装于室内和工业现场的控制系统的电压暂降和电压变化抗扰度试验，满足GB/T 17626.11的
2类要求。
4.2.3 阀门执行机构
4.2.3.1 阀门执行机构可根据机组的结构特点和实际应用条件来确定，驱动方式可选用电动、气动或
液动方式。
4.2.3.2 阀门执行机构应具有响应速度快、线性好、定位精度高的特点，满足机组运行要求。
4.2.3.4 开关型执行机构应只有全开、全关两个位置，调节型执行机构在行程范围内可控制在任意位置。
5 控制系统的结构和性能要求
5.1 系统结构
控制系统应由工作站、通讯网络、主控制器、I/O模件等构成。
5.2 机柜
5.2.1 机柜的外壳防护等级，室内应满足 GB/T 4208-2017IP52要求,室外应满足 IP56要求，电子设备
间应满足 IP42要求。机柜应尽可能远离高压柜、动力设备和高频设备。
5.2.2 机柜内的弱电端子排物理上应与控制、电源供电回路的端子排分开。所有继电器、备用开关和
设备的备用接点应引致端子排上。机柜内各设备标志明晰、布置合理，方便接线、汇线和布线以及其
它操作。
5.2.3 机柜内端子排、电缆夹头、电缆走线及接线槽均应采用阻燃型材料。
5.2.4 机柜内电源电缆、输入/输出电缆、动力电缆和接地线必须合理布线，以减少外部环境信号对
电缆的干扰以及各种电缆之间的相互干扰。
5.2.5 机柜应有独立的安全地、屏蔽地及相应接地铜排。调速控制系统可采用中心接地汇流排的方
式，实现系统的单点接地。电缆屏蔽层应在机柜单点接地。
5.3 人机接口
5.3.1 操作员站是操作人员对被控对象进行控制操作的工具和手段，应能实时监测机组及其辅助系统
和设备的运行状态，并具有如下基本功能：
a）控制操作功能 b）显示功能 c）报警功能 d）打印存储功能
5.3.2 操作员站应采用先进成熟的计算机工作站或工业控制计算机，操作系统宜采用开放、标准的操
作系统，应至少配置以下设备：
a） 显示器 b）处理器 c）键盘和鼠标
5.3.3 操作员站的按键、键盘或鼠标等手段发出的操作指令应在不大于 1s的时间内被执行，操作指
令从发出到执行确认的响应时间应不大于 2s，画面显示的实时数据的刷新周期不大于 1s。
5.3.4 工程师站应具有控制算法应用软件的组态、编译、下载、调试，以及控制参数的设置、调整等
基本功能。
5.3.5 工程师站如与操作员站采用相同硬件类型时，可与操作员站兼容使用。工程师站应设置软件保
护密码，设置权限管理。
5.4 主控制器
5.4.1 冗余配置的主控制器应双向勿扰切换。控制和保护功能不应因冗余切换而丢失或延迟。
5.4.2 主控制器因电源故障重新受电后，应能自动恢复正常工作而无需人为干预。
5.4.3 主控制器应具备完善的诊断功能，提供诊断信息和故障码。
5.4.4 主控制器采用的存储器 RAM应保证在无电源的状态下,至少三个月组态数据不会丢失。
5.4.5 主控制器应能在线修改应用软件中的可调整参数，如 PID参数、延时和脉冲宽度时间、仪表量
程等。
5.4.6 主控制器的处理能力应满足控制周期不大于 250ms。
5.4.7 主控制器在最大负荷运行时，负荷率不应超过 60%，平均负荷率不超过 40%。
5.4.8 主控制器的通信负荷率不应超过 20%
5.5 电源
5.5.1 冗余配置的电源装置应能接受两路交流 220V、50Hz单相电源，其中一路来自不停电电源
（UPS）。两路电源在电源装置内应能互为备用并能自动无扰切换。
5.5.2 电源装置应为控制系统提供直流电源，并具有 30%～40%的裕量，满足设备负载的要求。两套
直流电源应分别由两路交流电源提供。
5.5.3 电源装置应为调速控制系统相关的仪表和设备提供交流或直流供电。
5.5.4 电源装置应为机柜内 I/O模件、主控制器、通信模件提供电源，任一通道电源故障不应影响其
他通道正常工作。
5.6 输入/输出（I/O）模件
5.6.1 I/O模件包括模拟量、开关量以及热电偶、热电阻、转速、振动等类型的模件。
5.6.2 I/O模件应能完成数据扫描、整定、线性化、热电偶冷端补偿、质量判断、工程单位转化等功
能。
5.6.3 I/O模件应具有电源状态、I/O通道状态、模拟量信号开路和短路、输入信号超限等诊断信
息，并能通过 LED指示显示。
5.6.4 I/O模件输入通道、输出通道及其工作电源，均应互相隔离。输入信号与内部电路均应采取光
电隔离或其它隔离。开关量输出信号采用电隔离输出。
5.6.5 I/O模件的供电回路应配置适当的熔断器，熔断器的更换无需拆拔其它组件。
5.6.6 I/O模件在误加 250V直流电压或交流峰-峰电压时，应不损坏电源和整个系统。
5.6.7 每种 I/O点裕量不少于 10%，I/O模件槽裕量不少于 10%。
6 调速控制系统应用功能
调速控制系统完成机组从静止开始升速直至机组带满负荷全过程的监控保护功能。
6.1 控制方式
6.1.1 自动控制
自动控制根据机组的运行参数按设定的启动曲线，机组启动、升速、带负荷全过程。在自动控制
方式下也可进行人为干预。
6.1.2 操作员自动控制
6.1.2.1 操作员自动控制是机组的基本控制方式，操作员根据机组状态设定目标转速、目标负荷，完
成机组转速和负荷闭环控制。
6.1.2.2 操作员自动控制也可纳入自动控制方式，作为自动控制方式下的人为干预手段。
6.1.3 手动控制
手动控制即操作员手动操作控制机组的调节阀开度，实现负荷开环控制，又称阀位控制。
6.2 控制功能
6.2.1 转速控制
包括启动控制、升速控制和定速控制。转速应能在额定转速上、下 3%范围以内进行调整且满足自
动同期装置的要求（驱动发电机组）；转速应能在满足需方要求的商定范围以内进行调整（驱动非发电
机组）。
6.2.2 负荷控制
包括升、降负荷控制和稳定负荷控制。当发电机孤立运行时，从空负荷到满负荷之间（包括两者）
所有负荷下的转速稳定；当发电机并网或与其它发电机并列运行时，负荷能稳定输入电网。
6.2.3 压力控制
6.2.3.1 定压控制：改变调节阀的开度来升、降负荷，保持新蒸汽压力恒定。
6.2.3.2 滑压控制：保持调节阀的开度不变或基本不变，负荷随新蒸汽压力变化而变化。
6.2.4 同期控制（驱动发电机组）
接受同期装置的同期信号，实现机组同期并网。
6.3 保护功能
6.3.1 当调速控制系统故障、转速信号故障、调速控制系统电源失去或机组安全监视装置发出信号
时，应产生调速控制系统跳机保护信号。
6.3.2 任何控制方式下，机组保护功能不应退出，不应设置保护“投切”按钮。
6.4 试验功能
6.4.1 在不妨碍机组运行的情况下，主汽阀、调节阀局部进行活动试验，检查阀门能否自由活动。
6.4.2 供方应规定阀门活动试验的限制条件、试验周期和方法。
6.5 接口功能
6.5.1 同期接口（驱动发电机）。
6.5.2 数据通信接口。
6.5.3 安全监视装置接口。
6.5.4 远程诊断接口，可由供需双方商定。
7 验收和技术资料
7.1 验收
7.1.1 供方负责调速控制......
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