HydroCom氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在往復(fù)機(jī)上的應(yīng)用

李天壽 徐潔 劉虎 王國(guó)慶（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊 830019）

往復(fù)式壓縮機(jī)氣量通常采用的是全行程壓開(kāi)進(jìn)氣閥加上旁通閥配合的粗略的有級(jí)調(diào)節(jié)方法，這種方法安全性、經(jīng)濟(jì)性差，造成能源的巨大浪費(fèi)；如果采用大功率電動(dòng)機(jī)變頻器來(lái)調(diào)節(jié)流量則存在價(jià)格昂貴，可變余隙腔調(diào)節(jié)響應(yīng)速度慢、可靠性較差且需要較多的人工干涉，賀爾碧格公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的Hydro?COM氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)智能化的液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以快速、精準(zhǔn)地控制氣體的壓力和流量來(lái)實(shí)現(xiàn)氣量理論上0%-100%的連續(xù)調(diào)節(jié)，從而有效的解決了往復(fù)式壓縮機(jī)流量調(diào)節(jié)的難題。

1 HydroCOM工作原理

HydroCOM的工作原理是通過(guò)即時(shí)處理壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將信號(hào)反饋至執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)電子模塊，通過(guò)液壓執(zhí)行器來(lái)實(shí)時(shí)控制進(jìn)氣閥的開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣量0－100%全行程范圍的調(diào)節(jié)，同時(shí)運(yùn)用了“回流省功”原理通過(guò)將進(jìn)氣閥的關(guān)閉延遲使多余部分氣體未經(jīng)壓縮而重新返回到進(jìn)氣總管，在壓縮的循環(huán)過(guò)程中只壓縮需要壓縮的氣量來(lái)達(dá)到節(jié)能的效果。

2 HydroCOM系統(tǒng)在150萬(wàn)噸/年蠟油加氫裝置的應(yīng)用及效果

2.1 HydroCOM系統(tǒng)投用后壓縮機(jī)的運(yùn)行工況對(duì)比

HydroCOM氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)于2013年首次在烏石化150萬(wàn)噸/年蠟油加氫裝置應(yīng)用，蠟油加氫裝置共計(jì)有2臺(tái)氫氣壓縮機(jī)（一投一備），為四列三級(jí)壓縮的對(duì)稱平衡型往復(fù)式壓縮機(jī)，使用高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其中A機(jī)采用HydroCOM系統(tǒng)進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，B機(jī)采用電磁閥控制的氣動(dòng)卸荷器進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，設(shè)0、50、100%三擋，由于2臺(tái)壓縮機(jī)采用不同的流量控制方式，也使得機(jī)組的運(yùn)行工況出現(xiàn)了很大的差別。

壓縮機(jī)K101/B運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)的流量是通過(guò)卸荷器頂開(kāi)吸氣閥來(lái)控制，當(dāng)卸荷器的檔位置于50%時(shí)壓縮機(jī)輸送的流量無(wú)法滿足正常的工藝需求，此時(shí)只能將卸荷器的檔位調(diào)高至100%，這時(shí)壓縮機(jī)處于滿負(fù)荷工作的狀態(tài)，壓縮機(jī)輸出的氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工藝需要，因此多余的氣體只能通過(guò)壓縮機(jī)出口的旁通線又被送回壓縮機(jī)入口的氣體緩沖罐內(nèi)。通常壓縮機(jī)出口旁通線上的控制閥開(kāi)度在50%以上，從控制閥的開(kāi)度就可以很直接的看出大量的氣體被重復(fù)循環(huán)壓縮，那么機(jī)組的效能必然大大降低而電能則被白白浪費(fèi)；而K101/A壓縮機(jī)所采用的Hy?droCOM系統(tǒng)可以在在0－100%之間進(jìn)行氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，通過(guò)輸入期望的壓力值就能便捷的將壓縮機(jī)的流量控制在需要的范圍內(nèi)，一般情況下壓縮機(jī)入口流量調(diào)節(jié)器的開(kāi)度只需要控制在65%-70%左右時(shí)壓縮機(jī)輸送的氣體量就可以完全滿足正常生產(chǎn)需求；正是由于2臺(tái)壓縮機(jī)氣量的控制方式不同，有效的解決了壓縮機(jī)必須處于滿負(fù)荷的狀態(tài)才能保證正常氣體需求量的弊端，壓縮機(jī)負(fù)荷的變化使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷也相應(yīng)變化。通過(guò)實(shí)際情況可以看出采用的HydroCOM氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的A機(jī)在運(yùn)行時(shí)所消耗的電流明顯低于B機(jī)，而電機(jī)負(fù)荷的差異也使得電機(jī)定子的溫度、電機(jī)電流、壓縮機(jī)軸承溫度等參數(shù)也出現(xiàn)了明顯的差別。

2.2 HydroCOM系統(tǒng)投用后的節(jié)能效果

壓縮機(jī)裝備HydroCOM系統(tǒng)后，僅對(duì)所需要的氣量進(jìn)行壓縮的特性，帶來(lái)的效果就是能夠最大限度的節(jié)約能源。通過(guò)上面的運(yùn)行參數(shù)表的對(duì)比可以看出壓縮機(jī)K101A運(yùn)行時(shí)每小時(shí)比K101B節(jié)約80A的高壓電，按一年8400小時(shí)來(lái)計(jì)算所節(jié)約的電費(fèi)如下：

節(jié)約的電費(fèi)＝電流×電壓×使用小時(shí)數(shù)×單價(jià)

＝ 80×6000/1000×0.24×8400

＝96.768萬(wàn)元

可見(jiàn)僅從節(jié)能的角度來(lái)看，實(shí)施HydroCOM系統(tǒng)所能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的，能夠?yàn)槠髽I(yè)極大的降低生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語(yǔ)

HydroCOM系統(tǒng)是一種簡(jiǎn)單高效的往復(fù)式壓縮機(jī)流量調(diào)節(jié)方式，通過(guò)先進(jìn)的控制理論和機(jī)電技術(shù)HydroCOM系統(tǒng)具有極高的控制動(dòng)態(tài)特性，可以根據(jù)不同的操作要求精確的控制壓縮機(jī)各級(jí)的狀態(tài)參數(shù)，高度集成的自動(dòng)化系統(tǒng)使得壓縮機(jī)的控制更趨合理，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)、平穩(wěn)加載、無(wú)沖擊切換及平穩(wěn)停機(jī)等操作，同時(shí)HydroCOM系統(tǒng)通過(guò)精確的控制氣量能夠最大限度的節(jié)約能源有效降低生產(chǎn)成本。HydroCOM氣量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)HydroCOM系統(tǒng)還具備較高的安全保障性，當(dāng)Hy?droCOM的安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)到無(wú)法正常運(yùn)行的信號(hào)后，則會(huì)自動(dòng)將HydroCOM系統(tǒng)切除使壓縮機(jī)恢復(fù)到原旁通控制下工作，壓縮機(jī)無(wú)需停機(jī)，當(dāng)故障排除后在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下HydroCOM可重新投入使用，整個(gè)操作過(guò)程簡(jiǎn)單易行，這樣也可以最大限度地保證生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行。

通過(guò)HydroCOM在150萬(wàn)噸/年蠟油加氫裝置的實(shí)際應(yīng)用，在開(kāi)停機(jī)、切換操作、節(jié)能等方面均達(dá)到了預(yù)期目的，保障了機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

[1]李木林.大型往復(fù)式壓縮機(jī)無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)優(yōu)化分析[D].杭州：浙江大學(xué),2013.

[2]王佰亞,劉文彬,方舟.HydroCOM無(wú)級(jí)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)在往復(fù)壓縮機(jī)上的應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝,2014(12):109-114.