蠟油加氫裂化解析氣壓縮機防喘振系統(tǒng)升級改造

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 解析氣壓縮機是裝置的核心設備，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)場實際關閉防喘振閥門的方式，觀察機組實際運行參數(shù)的變化，確定真正的防喘振點，并以此數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)，重新確定防喘振坐標點，進而重新修訂防喘振線。

1 解析氣壓縮機系統(tǒng)簡介

蠟油加氫裝置PSA 解析氣壓縮機由一缸兩段9 級組成，電動機與壓縮機通過液力耦合器控制轉速，經(jīng)過變速機帶動壓縮機運轉。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40000NM3/h PSA 裝置變壓吸附后所產(chǎn)生的解析氣。

該機組為兩段壓縮，兩段控制一個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在一段入口流量和壓縮比所建立坐標系中的位置變化來控制防喘振閥開度；二段控制方案是操作點在二段入口流量和壓縮比所建立坐標系中的位置變化來控制防喘振閥開度；兩者之間高選來確定喘振閥的開度。

2 壓縮機轉子更換后存在的問題

PSA 解析氣壓縮機在2014 年檢修轉子更換后，由于轉子直徑變化，壓縮機存在如下問題：

1）轉子更換后，各種參數(shù)已發(fā)生變化，而一、二段轉子流量計未重新設置，造成測量誤差，喘振點位置不準確。

2）PSA 解析氣的特點是壓力及流量呈周期性波動，造成壓縮機運行工況變化較大，轉子更換后喘振線與實際工況不符。

3）機組一段周期性進入到防喘振快開線，二段不進入防喘振線，故控制方式只能打到手動模式，一旦機組真實發(fā)生喘振 ，防喘振閥不能自動快開，有很大的隱患。

為確保壓縮機組的防喘振線控制準確、可靠和分析壓縮機組在現(xiàn)場的實際運行情況，在現(xiàn)場進行性能試驗。根據(jù)試驗結果，分析機組的運行問題及防喘振線修改方案。

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

3 壓縮機喘振系統(tǒng)改造

3.1 喘振線的確定

機組在一定流量下工作時，通過關閉防喘振閥來確定實際喘振點，內(nèi)操手動關閉防喘振閥，外操監(jiān)視機組振動及電流情況。機組一但開始喘振立即打開防喘振閥門，并記錄此時的流量、壓縮比、振動等數(shù)據(jù)。通過標定兩個喘振點確定新的喘振線，再進入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值即壓縮比，Hc_A 至Hc_F 提供了喘振線的橫坐標值即入口流量。當PRAT02 模塊計算出實際壓縮比之后，根據(jù)坐標對應關系確定流量值，這樣喘振點就確定了?，F(xiàn)在只要根據(jù)實測的數(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出來了。

在工作轉速7000 ～7300 的情況下，試驗共進行了兩次。第一次通過緩慢關閉防喘振閥調(diào)節(jié)，使機組流量變小，在喘振現(xiàn)象發(fā)生時及時打開防喘振閥，機組退出喘振區(qū)。為了準確地驗證喘振點，在機組運行穩(wěn)定后再次進行同樣的試驗，兩次試驗均在機組發(fā)生了真實喘振的情況下，迅速打開閥門，退出喘振區(qū)。

3.2 實測喘振點數(shù)據(jù)處理

按照該次試驗結果，進行了計算數(shù)據(jù)處理，得到了該轉數(shù)的喘振點原始數(shù)據(jù)，見表1。

1）原始數(shù)據(jù)

2）數(shù)據(jù)處理：以該喘振點數(shù)據(jù)分析計算，如果壓縮機按照目前工藝條件運行，理論上可以將預期的喘振線向左移，來擴大壓縮機的運行范圍[1]；以該喘振點數(shù)據(jù)分析計算，推導出其它兩個轉數(shù)下的轉速的喘振點，得出現(xiàn)在額定轉速的試驗結果見表2。

3.3 喘振修改結果

通過處理后的防喘振數(shù)據(jù)，直接推算出防喘振坐標點，并根據(jù)此左邊點重新生成防喘振線，具體防喘振線如圖2所示。防喘振線向左移并在工作點左側，機組防喘振功能恢復到正常功能。

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

3.4 防喘振改造后效果

經(jīng)過防喘振線重新測定，在機組喘振時可以保證防喘振閥打開，消除了隱患，保證了該壓縮機的安全平穩(wěn)運行。

解析氣壓縮機防喘振系統(tǒng)改造后，壓縮機在同等工況下，防喘振閥門關小至35%，防喘振流量下降了3000Nm3/h，降低了電機功率消耗，同時保證了機組的安全運行。在同等工況下，6000V 電機電流由原來的300A 降低至270A，按裝置年運行8000h 計算，年消耗電量減少1995264KWH。以價格約0.6 元/度，每年可節(jié)約費用199.5 萬元。同時可以推廣至全廠各離心式壓縮機，根據(jù)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在線修訂防喘振線及工作點，減小防喘振閥開度，降低裝置能耗。

4 結束語

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

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