趙 寬

（中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086）

圖1 喘振控制組態(tài)模塊Fig.1 Surge control configuration module

蠟油加氫裝置PSA 解析氣壓縮機(jī)是裝置的核心設(shè)備，其作用是壓縮PSA 尾氣，并打入全廠燃料氣管網(wǎng)。本文采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際關(guān)閉防喘振閥門的方式，觀察機(jī)組實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的變化，確定真正的防喘振點(diǎn)，并以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，重新確定防喘振坐標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而重新修訂防喘振線。

1 解析氣壓縮機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

蠟油加氫裝置PSA 解析氣壓縮機(jī)由一缸兩段9 級(jí)組成，電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)通過(guò)液力耦合器控制轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)變速機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。輸送介質(zhì)為三套加氫脫硫后的低分氣與甲苯歧化裝置尾氣，是經(jīng)過(guò)40000NM3/h PSA 裝置變壓吸附后所產(chǎn)生的解析氣。

該機(jī)組為兩段壓縮，兩段控制一個(gè)總出口防喘振閥的方案，如圖1 所示。一段控制方案是操作點(diǎn)在一段入口流量和壓縮比所建立坐標(biāo)系中的位置變化來(lái)控制防喘振閥開(kāi)度；二段控制方案是操作點(diǎn)在二段入口流量和壓縮比所建立坐標(biāo)系中的位置變化來(lái)控制防喘振閥開(kāi)度；兩者之間高選來(lái)確定喘振閥的開(kāi)度。

2 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子更換后存在的問(wèn)題

PSA 解析氣壓縮機(jī)在2014 年檢修轉(zhuǎn)子更換后，由于轉(zhuǎn)子直徑變化，壓縮機(jī)存在如下問(wèn)題：

1）轉(zhuǎn)子更換后，各種參數(shù)已發(fā)生變化，而一、二段轉(zhuǎn)子流量計(jì)未重新設(shè)置，造成測(cè)量誤差，喘振點(diǎn)位置不準(zhǔn)確。

2）PSA 解析氣的特點(diǎn)是壓力及流量呈周期性波動(dòng)，造成壓縮機(jī)運(yùn)行工況變化較大，轉(zhuǎn)子更換后喘振線與實(shí)際工況不符。

3）機(jī)組一段周期性進(jìn)入到防喘振快開(kāi)線，二段不進(jìn)入防喘振線，故控制方式只能打到手動(dòng)模式，一旦機(jī)組真實(shí)發(fā)生喘振 ，防喘振閥不能自動(dòng)快開(kāi)，有很大的隱患。

為確保壓縮機(jī)組的防喘振線控制準(zhǔn)確、可靠和分析壓縮機(jī)組在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行性能試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，分析機(jī)組的運(yùn)行問(wèn)題及防喘振線修改方案。

表1 喘振點(diǎn)原始數(shù)據(jù)Table 1 Raw data of surge point

3 壓縮機(jī)喘振系統(tǒng)改造

3.1 喘振線的確定

機(jī)組在一定流量下工作時(shí)，通過(guò)關(guān)閉防喘振閥來(lái)確定實(shí)際喘振點(diǎn)，內(nèi)操手動(dòng)關(guān)閉防喘振閥，外操監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)及電流情況。機(jī)組一但開(kāi)始喘振立即打開(kāi)防喘振閥門，并記錄此時(shí)的流量、壓縮比、振動(dòng)等數(shù)據(jù)。通過(guò)標(biāo)定兩個(gè)喘振點(diǎn)確定新的喘振線，再進(jìn)入TRICON 控制系統(tǒng)修改喘振線數(shù)據(jù)，如圖3 所示。PR_A 至PR_F 提供了喘振線的縱坐標(biāo)值即壓縮比，Hc_A 至Hc_F 提供了喘振線的橫坐標(biāo)值即入口流量。當(dāng)PRAT02 模塊計(jì)算出實(shí)際壓縮比之后，根據(jù)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系確定流量值，這樣喘振點(diǎn)就確定了?，F(xiàn)在只要根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)修改PR_B 至PR_F 和Hc_B 至Hc_F 的數(shù)值，那么新的喘振線就畫(huà)出來(lái)了。

在工作轉(zhuǎn)速7000 ～7300 的情況下，試驗(yàn)共進(jìn)行了兩次。第一次通過(guò)緩慢關(guān)閉防喘振閥調(diào)節(jié)，使機(jī)組流量變小，在喘振現(xiàn)象發(fā)生時(shí)及時(shí)打開(kāi)防喘振閥，機(jī)組退出喘振區(qū)。為了準(zhǔn)確地驗(yàn)證喘振點(diǎn)，在機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定后再次進(jìn)行同樣的試驗(yàn)，兩次試驗(yàn)均在機(jī)組發(fā)生了真實(shí)喘振的情況下，迅速打開(kāi)閥門，退出喘振區(qū)。

3.2 實(shí)測(cè)喘振點(diǎn)數(shù)據(jù)處理

按照該次試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了計(jì)算數(shù)據(jù)處理，得到了該轉(zhuǎn)數(shù)的喘振點(diǎn)原始數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。

1）原始數(shù)據(jù)

2）數(shù)據(jù)處理：以該喘振點(diǎn)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，如果壓縮機(jī)按照目前工藝條件運(yùn)行，理論上可以將預(yù)期的喘振線向左移，來(lái)擴(kuò)大壓縮機(jī)的運(yùn)行范圍[1]；以該喘振點(diǎn)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，推導(dǎo)出其它兩個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)下的轉(zhuǎn)速的喘振點(diǎn)，得出現(xiàn)在額定轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

3.3 喘振修改結(jié)果

通過(guò)處理后的防喘振數(shù)據(jù)，直接推算出防喘振坐標(biāo)點(diǎn)，并根據(jù)此左邊點(diǎn)重新生成防喘振線，具體防喘振線如圖2所示。防喘振線向左移并在工作點(diǎn)左側(cè)，機(jī)組防喘振功能恢復(fù)到正常功能。

表2 處理后的喘振點(diǎn)數(shù)據(jù)Table 2 Surging point data after processing

3.4 防喘振改造后效果

經(jīng)過(guò)防喘振線重新測(cè)定，在機(jī)組喘振時(shí)可以保證防喘振閥打開(kāi)，消除了隱患，保證了該壓縮機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

解析氣壓縮機(jī)防喘振系統(tǒng)改造后，壓縮機(jī)在同等工況下，防喘振閥門關(guān)小至35%，防喘振流量下降了3000Nm3/h，降低了電機(jī)功率消耗，同時(shí)保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。在同等工況下，6000V 電機(jī)電流由原來(lái)的300A 降低至270A，按裝置年運(yùn)行8000h 計(jì)算，年消耗電量減少1995264KWH。以價(jià)格約0.6 元/度，每年可節(jié)約費(fèi)用199.5 萬(wàn)元。同時(shí)可以推廣至全廠各離心式壓縮機(jī)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在線修訂防喘振線及工作點(diǎn)，減小防喘振閥開(kāi)度，降低裝置能耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

圖2 修改后的防喘振線Fig.2 Modified anti-surge line

喘振是離心壓縮機(jī)的固有特性，具有較大的危害[2]。此次經(jīng)過(guò)防喘振線重新測(cè)定，在機(jī)組喘振時(shí)可以保證防喘振閥打開(kāi)，消除了隱患，保證了該壓縮機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。此外通過(guò)改造，該機(jī)組的防喘振閥門大幅度關(guān)小，大幅度減少了機(jī)組能耗。通過(guò)此次改造可以證明在線修訂離心式壓縮機(jī)防喘振線的方法是有效的。