通过气量调节方式优化降低压缩机能耗

　　随着石油化工装置向大型化发展，大功率压缩机普遍应用于有压缩工艺要求的生产装置中。由于生产负荷往往会在一定范围内变动，因此压缩机的功率在通常情况下相对于生产负荷有一定的余量，而且可能出现在较长时间或时期内余量较大的情况。在这种情况下，传统的调节方式是将多余的压缩气体通过旁路返回压缩机入口，这种调节方式大大浪费了压缩机的生产能力，白白耗费了较多的电能与冷却水。高桥石化分公司炼油事业部经过充分的市场调研和技术创新，应用贺尔碧格的Hydrocom技术对单台机的气量调节方式进行改进，即应用管网将同类压缩机组合成机群进行改进，大大减少了压缩机的无用功，取得了很好的节能效果。

　　1在加氢裂化新氢压缩机C机组上使用贺尔碧格的Hydrocom技术加氢裂化装置原设计有3台往复式新氢压缩机K3101A/B/C（技术参数见表1），正常生产时开二备一，根据压缩机硬件情况（AB机组为美国Dresser-rand进口机组，C机组是国产机组），AB机组中1台满负荷运行，C机组根据生产负荷需要调节，实际使用负荷在额定负荷的40%75%之间波动，生产能力过剩量很大。采用常用的旁路调节法进行调节，经过三级压缩的富余氢气经旁路控制阀节流，再经水冷器冷却后返回到机组一级入口罐，从而实现流量的调节，如此循环往复。该调节84机电一体化12010.12方式浪费了大量的电能，并耗用较多的循环水，非常不合理。

　　表1加氢裂化装置技术参数表设备规格型号各级吸/排气压力（MPa）流量m3/h电机功率（kw）续表1.1技术改造方案原理在C机上安装贺尔碧格的气量无级调节系统Hydrocom，使用机电一体化技术，采用一套智能电液执行机构控制进气阀的关闭时间，让压缩机只压缩需要的气体量，使富余的气体在压缩行程的起始阶段回流到进气腔内，省去较多的无用功，从而达到节能的目的。该系统投用后，将彻底关闭返回旁路，压缩机的做功过程如所不。A-B-C-D-A为原设计的做功过程，技术改进后，做功过程变成入-B-C-F-E-A，C-F阶段即为富余氢气通过Hydrocom系统控制延迟关闭的气阀返回了进气腔，压缩机仅仅作了很少的功，从图中可以看到CDEF包含的面积就是节约的功。

　　1.2改造实施2009年3月利用装置临时停车机会，历时三天，投资300万元，安装了如表2配置的Hydrocom系统，系统原理如所示。

　　表2Hydrocom系统参数表接口中枢指令，压缩机Hydrocom系统现场控制中心智能执行机构由HU提供液压动力，CIU进行实时控制，实现汽阀按需要延迟关闭液压油站液压动力系统上死点传感器传递活塞在汽缸中的位置服务单元基于Windows的分析诊断平台生产装置控制系统DCS控制系统中的PID调节器根据压缩机三级排气压力和级间信号输出4-20mA的标准电流信号，CR接到DCS发出的电信号转化为一、二、三级执行器的控制信号，本次改造在原装置F0XB0R0公司的I/A控制系统中根据Hydrocom控制要求增加部分卡件Hydrocom系统原理。3效果检测系统投用后，采集了加氢裂化装置正常情况下130t/h生产负荷的压缩机电流数据，此时C机负荷在70%附近波动，其数据如表3所示。

　　2010.121机电一体化明表3压缩机电流数据日期A机电流（A）c机电流（A）日期A机电流（A）C机电流（A）平均从采集的数据来看，使用Hydrocom系统后，电流平均下降100A，降幅约40%.装置运行一年多来，压缩机电流下降数据基本在此范围内。节能效果==1. =374万元/年由此可见，节能效果非常明显。同时实现了压缩机0-100%负荷的无级可调，降低了机组人员劳动强度，使装置操作调整更平稳。因此此次技改工作很成功。

　　2组建8.0MPa新氢管网，压缩机由单台控制改进为机群控制在原设计中，作业五区生产单元300万吨柴油加氢装置、80万吨汽柴油加氢装置、100万吨蜡油加氢装置各有两台新氢压缩机，压缩机数据见表4，运行方式为一开一备，实际运行时每套装置的新氢压缩机都有一定的富余量，各装置长期靠调节各自的返回量来满足生产要求，能耗浪费巨大（特别是柴油加氢），存在较大的节能潜力。

　　表4压缩机数据列表装置名称压缩机型、数量出口排量m3/h正常耗氢量m3/h 100万吨蜡油加氢80万吨汽柴油加氢1台300万吨柴油加氢总耗氢量2.1技术改造方案原理效果检测三套装置地理位置接近，新氢系统压力均为7.2MPa.经过技术论证，将三套装置的6台新氢压缩机组合成机群控制，将6台压缩机出口连成8.0MPa新氢管网，以柴油加氢系统压力作为管网压力控制值，利用原有装置的DCS来实现控制。DCS根据系统压力的高低调节柴油加氢压缩机的返回量。控制方案改变后，只需运行1台柴油加氢新氢压缩机和另外两套装置中的任1台新氢压缩机，就能满足总数为44000m3/h的生产需要。

　　2.2方案实施8.0MPa新氢管网，利用原柴油加氢DCS控制压力，停用另外两套装置压缩机的返回控制，关闭末级返回回路。

　　采用机群管理以后，基本停用了蜡油加氢压缩机。

　　节约的电能为1117kW/h，实现经济效益=1117kW/hx8000h/yx05元/kW=446.8万元/年。3结语两个节能改进项目都非常成功，投用后装置运行平稳，具有推广使用价值，但Hydrocom投资费用偏高，制约了该技术的推广使用。在后面一个改造方案中，压缩机仍有一定的返回量，但回收价值与设备投资的比例制约了该技术的应用。

　　压缩机组群管理是一个很好的创新，是立足于生产装置更高一个层次的节能方法。原设计的生产装置，有许多节能潜力可挖，有待于我们技术人员更好地掌握先进科学技术，发挥主观能动性，进行技术改进与创新。

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