往復(fù)機應(yīng)用HydroCom氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)降低生產(chǎn)成本

潘雪瓏

摘要：賀爾碧格公司開發(fā)生產(chǎn)的HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過智能化的液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)，可以快速、精準(zhǔn)地控制氣體的壓力和流量來實現(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)式壓縮機流量調(diào)節(jié)的難題。壓縮機裝備HvdroCOM系統(tǒng)后，帶來的效果就是能夠最大限度的節(jié)約能源，每年約節(jié)約96.47萬元。

關(guān)鍵詞：賀爾碧格;往復(fù)式壓縮機;節(jié)能

1 問題的提出

往復(fù)式壓縮機屬于容積式壓縮機，是使一定容積的氣體順序地吸入和排出封閉空間提高靜壓力的壓縮機，依據(jù)不同生產(chǎn)工況來調(diào)節(jié)氣體流量，同時還要保持管網(wǎng)中的壓力穩(wěn)定，因而采用何種方式調(diào)節(jié)就成為一個非常重要的問題。

往復(fù)式壓縮機氣量調(diào)節(jié)方法通常采用的方法是全行程壓開進(jìn)氣閥加上旁通閥配合的粗略的有級調(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;如果采用大功率電動機變頻器來調(diào)節(jié)流量則存在價格昂貴，所以如何能夠進(jìn)行連續(xù)、經(jīng)濟(jì)、高效、快捷、精確的調(diào)節(jié)壓縮機的氣量是困擾壓縮機用戶的難點。

2改進(jìn)思路及方案實施

2.1 HydroCOM工作原理

HydroCOM的工作原理是通過即時處理壓縮機運行過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將信號反饋至執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)電子模塊，通過液壓執(zhí)行器來實時控制進(jìn)氣閥的開啟與關(guān)閉時間，實現(xiàn)壓縮機排氣量全行程范圍的調(diào)節(jié)，同時運用了“回流省功”原理，在壓縮的循環(huán)過程中只壓縮需要壓縮的氣量來達(dá)到節(jié)能的效果。

隨著活塞在壓縮機氣缸中的往復(fù)運動，每個氣缸側(cè)的一個正常工作循環(huán)包括：膨脹（A-B曲線）、吸氣（B-C曲線）、壓縮（C-D曲線）、排汽（D-A曲線）。如圖1所示，當(dāng)氣缸進(jìn)氣終了時進(jìn)氣閥的閥片在執(zhí)行機構(gòu)的作用下仍被卸荷器強制地保持在開啟狀態(tài)，壓縮過程中進(jìn)氣閥在執(zhí)行機構(gòu)作用下仍被強制地保持開啟狀態(tài)，那么壓縮過程并不能沿原壓縮曲線由位置C到位置D，而是先由位置C到達(dá)位置Cr，此時原吸入氣缸中的部分氣體通過被頂開的進(jìn)氣閥回流到進(jìn)氣管而不被壓縮;待活塞運動到特定的位置Cr（對應(yīng)所要求的氣量）時，執(zhí)行機構(gòu)使頂開進(jìn)氣閥片的強制外力消失，進(jìn)氣閥片回落到閥座上而關(guān)閉，氣缸內(nèi)剩余的氣體開始被壓縮，壓縮過程開始沿著位置Cr到達(dá)位置Dr，氣體達(dá)到額定排氣壓力后從排氣閥排出容積流量減少。上述便是“回流省功”的原理。

2.2 HydroCOM系統(tǒng)組成及實際應(yīng)用

HydroCOM系統(tǒng)的基本組成主要由以下幾部分組成：中間接口單元CIU、執(zhí)行機構(gòu)HA、液壓油站HU、上死點傳感器TDC及服務(wù)器單元HSS。

HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)于2014年首次在烏石化150萬噸/年蠟油加氫裝置應(yīng)用，蠟油加氫裝置共計有2臺氫氣壓縮機（一投一備），其中A機采用HydroCOM系統(tǒng)進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，B機采用電磁閥控制的氣動卸荷器進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，由于2臺壓縮機采用不同的流量控制方式，也使得機組的運行工況出現(xiàn)了很大的差別。

壓縮機K10I/B運行時，當(dāng)卸荷器的檔位置于50%時壓縮機輸送的流量無法滿足正常的工藝需求，此時只能將卸荷器的檔位調(diào)高至100%，這時壓縮機處于滿負(fù)荷工作的狀態(tài)，壓縮機輸出的氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工藝需要，從控制閥的開度就可以很直接的看出大量的氣體被重復(fù)循環(huán)壓縮，那么機組的效能必然大大降低而電能則被白白浪費;而K10I/A壓縮機所采用的HydroCOM系統(tǒng)可以在在0-100%之間進(jìn)行氣量無級調(diào)節(jié)，通過輸入期望的壓力值就能便捷的將壓縮機的流量控制在需要的范圍內(nèi)，一般情況下壓縮機人口流量調(diào)節(jié)器的開度只需要控制在65%-70%左右時壓縮機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臺壓縮機氣量的控制方式不同，有效的解決了壓縮機必須處于滿負(fù)荷的狀態(tài)才能保證正常氣體需求量的弊端，壓縮機負(fù)荷的變化使得驅(qū)動電機的負(fù)荷也相應(yīng)變化。

3應(yīng)用效果

壓縮機裝備HydroCOM系統(tǒng)后，帶來的效果就是能夠最大限度的節(jié)約能源。壓縮機K10IA運行時每小時比KIOIB節(jié)約80A的高壓電，按一年8400小時來計算所節(jié)約的電費如下：

節(jié)約的電費=電流×電壓×使用小時數(shù)×單價

=80×6000/1000×0.24×8400

=96.768萬元

可見僅從節(jié)能的角度來看，實施HydroCOM系統(tǒng)所能帶來的經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的，能夠為企業(yè)極大的降低生產(chǎn)成本。

4技術(shù)創(chuàng)新點

HydroCOM系統(tǒng)是一種簡單高效的往復(fù)式壓縮機流量調(diào)節(jié)方式，運用HydroCOM系統(tǒng)可以根據(jù)不同的操作要求精確的控制壓縮機各級的狀態(tài)參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機的平穩(wěn)啟動、加載、切換及停機等操作，同時能夠最大限度的節(jié)約能源有效降低生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先，機械設(shè)計手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.