張彤輝　饒海朋

摘要：神華寧夏煤業(yè)集團烯烴一分公司空分純化器由兩臺立式安裝的吸附罐組成并交替吸附。文章通過對裝置純化器升壓過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出切換過程中空氣流量波動較大，造成空壓機C01導(dǎo)葉短時間波動7%，嚴(yán)重時可造成壓縮機喘振、跳車等事故，從而闡述了降低純化器升壓過程中對機組負(fù)荷的影響。

關(guān)鍵詞：空分裝置；純化器；升壓閥門；機組負(fù)荷；優(yōu)化控制 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ28 文章編號：1009-2374（2016）34-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.022

神華寧煤有限責(zé)任公司烯烴一分公司現(xiàn)有法液空生產(chǎn)的90000Nm3/h煤化工型空分裝置兩套，該裝置純化器采用立時雙層床徑向流純化器，其升壓過程中空氣流量波動較為明顯，容易導(dǎo)致短時間內(nèi)空壓機導(dǎo)葉波動，機組負(fù)荷難以控制，因此通過優(yōu)化純化器升壓過程，有利于降低升壓對于機組負(fù)荷的影響。

1 烯烴一分公司空分裝置純化器簡介

烯烴一分公司空分裝置分子篩吸附系統(tǒng)采用長周期，雙層床凈化技術(shù)。其作用是吸附空氣中的水分、二氧化碳及碳?xì)浠衔锏入s質(zhì)。該分子篩純化系統(tǒng)采用長周期設(shè)計，單個吸附器吸附時間為4小時，當(dāng)一只純化器進(jìn)行吸附的同時，另一個純化器處于再生狀態(tài)。

2 純化器升壓實際現(xiàn)狀分析

2.1 純化器升壓過程描述

純化器運行步驟主要為吸附、高壓隔離、泄壓、放空、加熱、冷吹、低壓隔離、升壓、并行、切換九個步驟，當(dāng)吸附完畢后，通過對再生罐體的充壓，主要是通過開啟均壓閥來平衡兩個純化器壓力的過程。切換時，均壓閥開啟，使得再生氣進(jìn)入再生罐體，為保持切換穩(wěn)定，升壓閥開啟時必須按照一定速率開啟，防止分子篩吹翻。

2.2 均壓閥開啟曲線

目前均壓閥開啟曲線如圖1所示：

曲線X軸為時間，Y軸為開度，由上圖可以看出，因升壓初期壓差較大，因此開啟速率曲線相對平緩，以控制均壓速率，有效防止床層吹翻。后期由于兩罐體間壓差減少，因此開啟速率曲線斜率明顯增加。

2.3 目前均壓閥在開啟均壓過程中存在的主要問題

2.3.1 由于空分裝置前后工段聯(lián)系緊密，機組進(jìn)氣量大約在500000Nm3/h，均壓過程中波動量大約在25000Nm3/h，會導(dǎo)致進(jìn)入精餾系統(tǒng)的進(jìn)氣量減少，影響精餾工況穩(wěn)定。

2.3.2 由于進(jìn)氣量的波動，導(dǎo)致空壓機C01導(dǎo)葉HV7019波動7%，正常運行時排氣壓力正常值為0.5MPa，但在純化系統(tǒng)處于均壓步驟的過程中在0.492～0.507MPa之間波動。導(dǎo)致機組運行不穩(wěn)定因素增加。

2.3.3 增壓機C05正常運行時排氣壓力指標(biāo)控制在4.85MPa，但在純化系統(tǒng)處于均壓步驟過程中在4.75～4.9MPa之間波動，影響增壓機穩(wěn)定運行。

通過以上分析可以得出，純化器均壓過程中，空氣流量波動較大，機組負(fù)荷波動，對裝置穩(wěn)定運行有較大影響，若在系統(tǒng)工況不穩(wěn)定的前提下，很有可能造成機組喘振現(xiàn)象，并有可能引發(fā)跳車事故發(fā)生。造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。

2.4 原因分析

2.4.1 表1為純化器均壓過程中閥門開度、壓差、空壓機導(dǎo)葉HV7019、低壓空氣流量FI1294變化情況。

2.4.2 均壓閥門開度、壓差、導(dǎo)葉開度、低壓空氣流量趨勢。純化器進(jìn)入均壓階段時，均壓閥逐漸開啟，此時再生罐中開始充入氣體，因此進(jìn)入精餾系統(tǒng)的氣量減少，由于導(dǎo)葉為自動控制，為保證后系統(tǒng)氣量穩(wěn)定，因此導(dǎo)葉開度增大，隨著均壓閥開度的進(jìn)一步增大，導(dǎo)葉開度也隨之增加。通過對趨勢的進(jìn)一步分析和對比可以看出，純化器均壓閥從14%～23%、23%～35%的這兩個階段，純化器壓差PDI1227以及空壓機導(dǎo)葉HV7019變化較大，其中23%～35%這個階段的變化最大，由以上趨勢數(shù)據(jù)可以判斷出，閥門在這兩個階段的時候閥門開啟速率過快。

3 優(yōu)化控制的幾點建議

3.1 優(yōu)化控制的原則

3.1.1 保持純化器在升壓過程至并行階段步進(jìn)的條件不變。

3.1.2 在均壓閥目前開啟速率（設(shè)計開啟速率）基礎(chǔ)上，有效減緩閥門開啟速率。

3.1.3 因目前均閥門開啟速率僅6個區(qū)間，第一階段優(yōu)化可以考慮在14%～23%范圍內(nèi)將動作時間進(jìn)行

調(diào)整。

3.1.4 第一階段進(jìn)行優(yōu)化結(jié)束后，根據(jù)均壓閥門KV1211開啟速率對前系統(tǒng)機組負(fù)荷的影響程度，進(jìn)行下一步優(yōu)化方案（增加KV1211開啟速率控制區(qū)間需程序下裝）。

3.2 優(yōu)化控制具體措施實施

3.2.1 延長均壓閥閥門開度14%～23%的動作時間，由之前的150s延長至300s。

3.2.2 均壓閥閥門開至23%之后，保持閥門23%的開度不變，進(jìn)行延時，延時時間為300s。

3.2.3 均壓閥閥門從23%開至35%間階段，動作時間不變?yōu)?00s。

3.2.4 均壓閥閥門從35%-47%-75%動作時間仍然不變?yōu)?20s。

3.2.5 就此來看，純化器均壓時間較之間共延長450s，以上修改由儀表人員在純化系統(tǒng)控制邏輯里面進(jìn)行修改，無需下裝。

3.2.6 純化邏輯進(jìn)行修改之后，分子篩純化器按設(shè)計步進(jìn)至升壓步驟時，將純化器運行控制投至手動控制，此時觀察純化器的均壓情況，待兩罐體之間的壓差PDI1227<5kPa的條件滿足后，將狀態(tài)投至自動控制；此后的連續(xù)兩個周期升壓無異常后，升壓步驟投自動模式運行。

3.3 優(yōu)化前后對比

3.3.1 表2為優(yōu)化前后均壓閥KV1211開啟速率

對比：

由圖2可以看出，通過對閥門開啟優(yōu)化，開啟速率曲線優(yōu)化后其斜率明顯緩于優(yōu)化前。

3.3.3 優(yōu)化之后，純化器均壓過程中均壓閥門KV1211的開度、PDI1227壓差、導(dǎo)葉HV7019開度、低壓空氣流量變化趨勢中。導(dǎo)葉開度明顯平穩(wěn)，氣量波動也相對較為穩(wěn)定。調(diào)整達(dá)到了預(yù)期的效果。

作者簡介：張彤輝（1980-），男，神華寧夏煤業(yè)集團有限責(zé)任公司烯烴一分公司空分車間主任。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）