氣量無級調節系統在60萬重整裝置氫增壓機上的應用

李琳琳，陳洪巖

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

氣量無級調節系統在60萬重整裝置氫增壓機上的應用

李琳琳，陳洪巖

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

賀爾碧格HydroCO M氣量無級調節是往復式壓縮機流量調節的一種方式，它能夠在滿足工藝需求的同時最大限度的節約能源，達到降本增效的目的。它與先進的過程控制系統有機的結合是能在實際應用中成功的關鍵。

無級調節；過程控制；壓縮機

0 前言

60萬噸/年連續重整裝置是某石化公司2010新建并于2011年實現投產的一套裝置。本裝置以反應系統壓力為控制基準點，重整反應產物分離罐頂氣體，一路去循環氫壓縮機做重整裝置循環氣，另一路去重整氫增壓機，與一段及二段再接觸罐的壓力組成超馳控制。

HydroCOM氣量無級調節系統在該石化公司往復機上是第一次使用。K-2202A安裝氣量無級調節后可以根據加工量負荷的要求在0～100%之間實現流量的無級調節。2011年11月底該裝置試車成功，HydroCOM氣量無級調節系統成功投用，根據全廠的物料平衡，連續重整裝置在60%的低負荷下運行，K-2202A只開一臺的情況下，壓縮機的負荷在70%左右。

1 HydroCOM氣量無級調節的控制原理

主要工作原理是通過互聯網中控技術處理壓縮機運行過程中的關聯數據，并將有效信號反饋至執行機構內電子量化模塊，通過液壓執行機構來實時控制進氣閥的開啟或關閉時間，實現壓縮機排氣量0～100%全行程范圍無級過度調節。通過進氣氣閥的延遲關閉，使剩余部分氣體重新返回到進氣管口，壓縮循環中只壓縮了需要壓縮的氣量，所以通過先進的控制理論和機電技術的有效結合，使氣量無級調節系統在最大限度節省能源的同時，還擁有極高的控制動態特性。

2 HydroCOM氣量無級調節系統在K2202A的應用

2.1 K2202A氣量無級調節系統控制方案

通過再接罐觸壓力控制為超馳控制，我們知道再接觸系統壓力的穩定是靠調節壓縮機一、二級回流閥的回流量來實現的，通過返回閥的回流量可以真實體現壓縮機在此工況下所需實際負荷。因此，選擇兩個低信號選擇器的輸出分別作為HydroCOM氣量無級調節控制的介入點即控制點，直接控制壓縮機一、二級的負荷。

如圖1所示：控制系統將壓縮機一級（PIC0501）、二級（PIC1001）的入口壓力作為控制變量，通過壓力指示控制器設定值，經過斜坡控制即優化的比例縮放給出控制信號，再經過4～20 mA的電信號作用在執行機構卸荷器的電磁閥上，最終通過電磁閥對液壓油的控制，經過卸荷器來實現壓縮機的負荷調節。

圖1 K2202A HydroCOM氣量無級調節系統控制方案

為了滿足生產工藝的要求，HydroCOM氣量無級調節系統控制和超馳控制互不干擾，分別穩定控制再接觸系統的壓力。由于HydroCOM系統固有特征即負荷在20%以下調節不靈敏而且吸氣閥回流太大；因此控制點取20%為超馳控制和HydroCOM系統控制的分界點較為合理。控制點在0～20%由原超馳控制，此時HydroCOM的負荷固定在20%，回流閥調節壓力。控制點在20%～100%由HydroCOM自動控制，此時回流閥全關，根據實際工況實時調節壓縮機負荷，控制再接觸的壓力。

2.2 K2202A氣量無級調節系統控制功能

HydroCOM氣量無級調節系統實現了以下控制功能：第一，實現了K2202A壓縮機在20%～100%負荷內自動無級穩定調節。第二，對于壓縮機K2202A一、二級總入口壓力進行自動控制，并且能夠快速穩定其壓力。第三，能夠實現K2202A壓縮機的平穩啟動、加載、切換和停機。

3 K2202A氣量無級調節系統效果及經濟效益

自2011年12月HydroCOM氣量無級調節系統在60萬噸/年連續重整裝置增壓機K2202A上試運行，各項技術指標均已經達到設計要求，再接觸系統壓力能夠穩定控制。HydroCOM系統不僅大大改善了壓縮機的操作性能，而且滿足了復雜的工藝需求，提高了工藝流程的穩定性。根據我們現場的指示電流和壓縮機主電機的性能，我們可以計算壓縮機節省的電能。目前60萬噸/年連續重整裝置在60%的設計低負荷下運行，壓縮機滿負荷運行時電流在260 A，采用HydroCOM氣量無級調節時壓縮機負荷為70%，工作電流為180 A，電機的工作電壓為6 000 V，電機的功率因素cosψ為0.9，可以算出每小時節約的功率UIcosψ=1.732×6 000×(260-180)×0.9≈748 kW。電費按照0.4元/千瓦時（度）計算，如果一年按照6 000 h計算可以節約180萬元左右。

由此看出HydroCOM系統不僅減少能源消耗，在節省金錢支出的同時還能減少工廠CO2的排放，并且回收周期短。

[1]侯東升.無級氣量調節系統在壓縮機上的應用.

[2]賀爾碧格(上海)有限公司HydroCO氣量無級調節系統操作規程及技術交流.

TH45

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1671-0711（2016）10（上）-0090-02