气量无级调节系统在60万重整装置氢增压机上的应用

李琳琳，陈洪岩

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

气量无级调节系统在60万重整装置氢增压机上的应用

李琳琳，陈洪岩

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

贺尔碧格HydroCO M气量无级调节是往复式压缩机流量调节的一种方式，它能够在满足工艺需求的同时最大限度的节约能源，达到降本增效的目的。它与先进的过程控制系统有机的结合是能在实际应用中成功的关键。

无级调节；过程控制；压缩机

0 前言

60万吨/年连续重整装置是某石化公司2010新建并于2011年实现投产的一套装置。本装置以反应系统压力为控制基准点，重整反应产物分离罐顶气体，一路去循环氢压缩机做重整装置循环气，另一路去重整氢增压机，与一段及二段再接触罐的压力组成超驰控制。

HydroCOM气量无级调节系统在该石化公司往复机上是第一次使用。K-2202A安装气量无级调节后可以根据加工量负荷的要求在0～100%之间实现流量的无级调节。2011年11月底该装置试车成功，HydroCOM气量无级调节系统成功投用，根据全厂的物料平衡，连续重整装置在60%的低负荷下运行，K-2202A只开一台的情况下，压缩机的负荷在70%左右。

1 HydroCOM气量无级调节的控制原理

主要工作原理是通过互联网中控技术处理压缩机运行过程中的关联数据，并将有效信号反馈至执行机构内电子量化模块，通过液压执行机构来实时控制进气阀的开启或关闭时间，实现压缩机排气量0～100%全行程范围无级过度调节。通过进气气阀的延迟关闭，使剩余部分气体重新返回到进气管口，压缩循环中只压缩了需要压缩的气量，所以通过先进的控制理论和机电技术的有效结合，使气量无级调节系统在最大限度节省能源的同时，还拥有极高的控制动态特性。

2 HydroCOM气量无级调节系统在K2202A的应用

2.1 K2202A气量无级调节系统控制方案

通过再接罐触压力控制为超驰控制，我们知道再接触系统压力的稳定是靠调节压缩机一、二级回流阀的回流量来实现的，通过返回阀的回流量可以真实体现压缩机在此工况下所需实际负荷。因此，选择两个低信号选择器的输出分别作为HydroCOM气量无级调节控制的介入点即控制点，直接控制压缩机一、二级的负荷。

如图1所示：控制系统将压缩机一级（PIC0501）、二级（PIC1001）的入口压力作为控制变量，通过压力指示控制器设定值，经过斜坡控制即优化的比例缩放给出控制信号，再经过4～20 mA的电信号作用在执行机构卸荷器的电磁阀上，最终通过电磁阀对液压油的控制，经过卸荷器来实现压缩机的负荷调节。

图1 K2202A HydroCOM气量无级调节系统控制方案

为了满足生产工艺的要求，HydroCOM气量无级调节系统控制和超驰控制互不干扰，分别稳定控制再接触系统的压力。由于HydroCOM系统固有特征即负荷在20%以下调节不灵敏而且吸气阀回流太大；因此控制点取20%为超驰控制和HydroCOM系统控制的分界点较为合理。控制点在0～20%由原超驰控制，此时HydroCOM的负荷固定在20%，回流阀调节压力。控制点在20%～100%由HydroCOM自动控制，此时回流阀全关，根据实际工况实时调节压缩机负荷，控制再接触的压力。

2.2 K2202A气量无级调节系统控制功能

HydroCOM气量无级调节系统实现了以下控制功能：第一，实现了K2202A压缩机在20%～100%负荷内自动无级稳定调节。第二，对于压缩机K2202A一、二级总入口压力进行自动控制，并且能够快速稳定其压力。第三，能够实现K2202A压缩机的平稳启动、加载、切换和停机。

3 K2202A气量无级调节系统效果及经济效益

自2011年12月HydroCOM气量无级调节系统在60万吨/年连续重整装置增压机K2202A上试运行，各项技术指标均已经达到设计要求，再接触系统压力能够稳定控制。HydroCOM系统不仅大大改善了压缩机的操作性能，而且满足了复杂的工艺需求，提高了工艺流程的稳定性。根据我们现场的指示电流和压缩机主电机的性能，我们可以计算压缩机节省的电能。目前60万吨/年连续重整装置在60%的设计低负荷下运行，压缩机满负荷运行时电流在260 A，采用HydroCOM气量无级调节时压缩机负荷为70%，工作电流为180 A，电机的工作电压为6 000 V，电机的功率因素cosψ为0.9，可以算出每小时节约的功率UIcosψ=1.732×6 000×(260-180)×0.9≈748 kW。电费按照0.4元/千瓦时（度）计算，如果一年按照6 000 h计算可以节约180万元左右。

由此看出HydroCOM系统不仅减少能源消耗，在节省金钱支出的同时还能减少工厂CO2的排放，并且回收周期短。

[1]侯东升.无级气量调节系统在压缩机上的应用.

[2]贺尔碧格(上海)有限公司HydroCO气量无级调节系统操作规程及技术交流.

TH45

A

1671-0711（2016）10（上）-0090-02