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(diào)節(jié)系統(tǒng)在60萬重整裝置氫增壓機上的應(yīng)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(diào)節(jié)是往復(fù)式壓縮機流量調(diào)節(jié)的一種方式，它能夠在滿足工藝需求的同時最大限度的節(jié)約能源，達到降本增效的目的。它與先進的過程控制系統(tǒng)有機的結(jié)合是能在實際應(yīng)用中成功的關(guān)鍵。

無級調(diào)節(jié)；過程控制；壓縮機

0 前言

60萬噸/年連續(xù)重整裝置是某石化公司2010新建并于2011年實現(xiàn)投產(chǎn)的一套裝置。本裝置以反應(yīng)系統(tǒng)壓力為控制基準(zhǔn)點，重整反應(yīng)產(chǎn)物分離罐頂氣體，一路去循環(huán)氫壓縮機做重整裝置循環(huán)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(diào)節(jié)系統(tǒng)在該石化公司往復(fù)機上是第一次使用。K-2202A安裝氣量無級調(diào)節(jié)后可以根據(jù)加工量負荷的要求在0～100%之間實現(xiàn)流量的無級調(diào)節(jié)。2011年11月底該裝置試車成功，HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)成功投用，根據(jù)全廠的物料平衡，連續(xù)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(diào)節(jié)的控制原理

主要工作原理是通過互聯(lián)網(wǎng)中控技術(shù)處理壓縮機運行過程中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并將有效信號反饋至執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)電子量化模塊，通過液壓執(zhí)行機構(gòu)來實時控制進氣閥的開啟或關(guān)閉時間，實現(xiàn)壓縮機排氣量0～100%全行程范圍無級過度調(diào)節(jié)。通過進氣氣閥的延遲關(guān)閉，使剩余部分氣體重新返回到進氣管口，壓縮循環(huán)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(shù)的有效結(jié)合，使氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)在最大限度節(jié)省能源的同時，還擁有極高的控制動態(tài)特性。

2 HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)在K2202A的應(yīng)用

2.1 K2202A氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(tǒng)壓力的穩(wěn)定是靠調(diào)節(jié)壓縮機一、二級回流閥的回流量來實現(xiàn)的，通過返回閥的回流量可以真實體現(xiàn)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(diào)節(jié)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(tǒng)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(shè)定值，經(jīng)過斜坡控制即優(yōu)化的比例縮放給出控制信號，再經(jīng)過4～20 mA的電信號作用在執(zhí)行機構(gòu)卸荷器的電磁閥上，最終通過電磁閥對液壓油的控制，經(jīng)過卸荷器來實現(xiàn)壓縮機的負荷調(diào)節(jié)。

圖1 K2202A HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制方案

為了滿足生產(chǎn)工藝的要求，HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制和超馳控制互不干擾，分別穩(wěn)定控制再接觸系統(tǒng)的壓力。由于HydroCOM系統(tǒng)固有特征即負荷在20%以下調(diào)節(jié)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(tǒng)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(diào)節(jié)壓力?？刂泣c在20%～100%由HydroCOM自動控制，此時回流閥全關(guān)，根據(jù)實際工況實時調(diào)節(jié)壓縮機負荷，控制再接觸的壓力。

2.2 K2202A氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制功能

HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)了以下控制功能：第一，實現(xiàn)了K2202A壓縮機在20%～100%負荷內(nèi)自動無級穩(wěn)定調(diào)節(jié)。第二，對于壓縮機K2202A一、二級總?cè)肟趬毫M行自動控制，并且能夠快速穩(wěn)定其壓力。第三，能夠?qū)崿F(xiàn)K2202A壓縮機的平穩(wěn)啟動、加載、切換和停機。

3 K2202A氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)效果及經(jīng)濟效益

自2011年12月HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)在60萬噸/年連續(xù)重整裝置增壓機K2202A上試運行，各項技術(shù)指標(biāo)均已經(jīng)達到設(shè)計要求，再接觸系統(tǒng)壓力能夠穩(wěn)定控制。HydroCOM系統(tǒng)不僅大大改善了壓縮機的操作性能，而且滿足了復(fù)雜的工藝需求，提高了工藝流程的穩(wěn)定性。根據(jù)我們現(xiàn)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(jié)省的電能。目前60萬噸/年連續(xù)重整裝置在60%的設(shè)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(diào)節(jié)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(jié)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(jié)約180萬元左右。

由此看出HydroCOM系統(tǒng)不僅減少能源消耗，在節(jié)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(diào)節(jié)系統(tǒng)在壓縮機上的應(yīng)用.

[2]賀爾碧格(上海)有限公司HydroCO氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)操作規(guī)程及技術(shù)交流.

TH45

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1671-0711（2016）10（上）-0090-02