武生祥，洪偉鴻，姚茂祥，于鑫淼

（中國石油廣東石化公司，甘肅 蘭州 515200）

1 裝置簡介

我公司延遲焦化采用美國FW公司提供的工藝包，生產(chǎn)能力為300×104t/a。

2 問題分析

2.1 影響因素及排除

進氣參數(shù)的波動、管線堵塞、火炬閥的故障、裝置加工負荷變化、原料性質(zhì)的變化、實際進口流量與設(shè)計值存在負偏差等都會造成機組工作點向靠近防喘振線的方向移動。另外，如防喘振控制系統(tǒng)算法、防喘振線的安全余量設(shè)置偏大，也同樣會造成工作點相對靠近或越過防喘振曲線而無法關(guān)閉防喘振閥。

2.2 防喘振控制系統(tǒng)

喘振線的形成，是通過壓縮機的預(yù)期性能曲線各工況下的喘振點坐標，經(jīng)代入喘振點計算數(shù)學(xué)模型而得到的。防喘振線是自動形成的，程序中只輸入安全余量值?？烧J為:喘振點坐標是接近真實喘振點的，喘振線是真實的。公式（1）為喘振線計算公式。

由實際操作點（工作點）的橫坐標的算法看出，橫坐標與進出口溫度壓力及節(jié)流元件差壓值都有關(guān)系。根據(jù)本壓縮機的實際運行情況，影響最大的就是出口差壓值hd。公式（2） 為實際操作點計算公式。

式中:PSR-壓縮機設(shè)計入口壓力；hmax-節(jié)流元件最大差壓；Pdf-節(jié)流元件基準出口壓力；Tdf-節(jié)流元件基準出口溫度；TSR-壓縮機設(shè)計入口溫度；hd-節(jié)流元件實際差壓；pd-壓縮機實際出口壓力；Td-壓縮機實際出口溫度；PS-壓縮機實際入口壓力；TS-壓縮機實際入口溫度。

2.3 運行參數(shù)的變化

如能將一二級防喘振閥關(guān)閉，即可得到機組的真實流量。具體操作方法是，將機組背壓降低至不影響后路系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量的1.1MPa，最大程度的增加富氣流量。關(guān)閉防喘振控制閥手閥來逐漸減少返回流量，直至現(xiàn)場完全關(guān)閉。關(guān)死后，逐步地提高背壓至正常的背壓壓力（1.3MPa），測試真實工作點的位置及相關(guān)參數(shù)。

2.4 原因分析

因為試驗及運行數(shù)據(jù)均在裝置最大富氣量的條件下得到，在該情況下，工作點越過防喘振線，靠近喘振區(qū)。因此壓縮機實際流量與設(shè)計流量存在負偏差，是一段防喘振閥無法關(guān)閉的主要原因。

3 現(xiàn)場氣動性能試驗

本試驗參照ASME PTC-10規(guī)定的II類型試驗，即試驗氣體和運轉(zhuǎn)條件都與設(shè)計相同的試驗。試驗氣體和設(shè)計氣體相同，運轉(zhuǎn)條件與設(shè)計不相同的試驗。本試驗采用分段試驗方法。

試驗裝置根據(jù)現(xiàn)場的實際流程，并在滿足生產(chǎn)的前提下進行工況點調(diào)節(jié)。試驗按ASME PTC-10標準采用閉式回路試驗方法測定氣動性能測量參數(shù):包括:進、出口壓力，進、出口溫度，流量（流量計壓差），上游壓力，上游溫度，轉(zhuǎn)速等。氣體溫度采用鉑電阻測量。壓力可用壓力變送器測量。流量由現(xiàn)場RV錐管流量計、差壓計測定。轉(zhuǎn)速由現(xiàn)場轉(zhuǎn)速表測量。

3.1 試驗數(shù)據(jù)

現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)

3.2 計算結(jié)果

本試驗功率測量采用熱平衡法，本試驗機械損失采用設(shè)計值。使用沈鼓公司的計算軟件，結(jié)果計算如表2。

由于試驗轉(zhuǎn)速為5620r/min，與設(shè)計轉(zhuǎn)速6276r/min不相等。特征馬赫數(shù)不相等，造成氣體在流道中參數(shù)變化也不相似，對應(yīng)點的比容比也就不相等。不能保證兩種狀態(tài)的完全相似，只能按照絕熱指數(shù)k相等，馬赫數(shù)不等的近似換算。

表2 計算結(jié)果（5620r/min）

3.3 性能曲線及性能對比

將表2中計算及換算出的數(shù)據(jù)與壓縮機的6272r/min轉(zhuǎn)速下的預(yù)期性能曲線繪制在同一張圖上進行對比，Y軸為壓比或軸功率kW，X軸是壓縮機入口的容積流量Qs。圖中:Ⅰ線為壓縮機實際性能曲線，Ⅱ線為轉(zhuǎn)速6272r/min預(yù)期性能曲線，Ⅲ線為換算到6272r/min轉(zhuǎn)速的性能曲線，其中預(yù)期性能曲線包括喘振點及最大流量點在內(nèi)共5個點的曲線，實測參數(shù)由于受制與現(xiàn)場操作條件，無法測得喘振點及最大流量點，僅能測到3組數(shù)據(jù)，并得到3組換算后的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

通過分析，并結(jié)合喘振閥手閥關(guān)閉試驗，初步確認了壓縮機防喘振閥無法關(guān)閉的原因為壓縮機入口流量與設(shè)計流量存在負偏差。對于成熟的壓縮機機型，如甲方不要求做性能試驗，制造廠一般不進行性能試驗，因此無法得到較為準確的實際性能曲線。壓縮機的性能曲線是通過計算的方式得到的，新裝置的富氣量是通過物料平衡估算的，如兩者同時存在誤差，出現(xiàn)誤差累積，最終導(dǎo)致壓縮機的實際富氣量偏小。