HydroCOM气量调节系统在加氢裂化新氢压缩机上应用.docVIP

HydroCOM气量调节系统在加氢裂化新氢压缩机上应用 　　摘要:主要介绍了HydroCOM气量调节系统的工作和节能原理、使用调节方法、在本装置的应用状况以及所取得的经济效益等。 　　关键词:HydroCOM无级气量调节节能 　　中图分类号:TH11文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010) 08-038-02 　　 　　1前言 　　大港石化公司100万吨/年馏分油加氢裂化装置引进美国UOP公司的Unicracking专利技术,2008年8月一次性开车成功。该装置的原料为我公司常减压蒸馏装置产出的减压蜡油和延迟焦化装置生产的部分焦化蜡油,氢气来自40000Nm3/h制氢装置,工艺设计需求量为40000Nm3/h。 　　本装置新氢压缩机型号4M80-21/23-184.1-BX,三级压缩,气缸和填料为有油润滑,单台额定流量为25430Nm3/h。正常生产为两台并联操作,一台备用。自装置投产以来,装置的负荷一直在60%～80%之间,在这种情况下,压缩机的很大一部分气量都通过旁通回流线返回,增加了能耗。HydroCOM气量无级调节系统投用以来,实现了压缩机0～100%范围内的负荷无级、稳定调节,在保证气量的同时降低了压缩机的实际功率,进而达到了节约能耗的目的。 　　2基本控制原理 　　HydroCOM是英文“Hydraulically actuated Computerized controlled valves”的缩写定义,是贺尔碧格公司专门为往复式压缩机开发的液压式气量无级调节系统。它的主要工作原理是计算机即时处理压缩机运行过程中的状态数据,并将信号反馈至执行机构内电子模块,通过液压执行器来实时控制进气阀的开启与关闭时间,使多余氢气的直接从入口返回,实现压缩机排气量0～100%全行程范围无级调节。 　　如图 1 所示,随着活塞在压缩机气缸中的往复运动,每个气缸侧的一个正常工作循环包括:a) 余隙容积中残留高压气体的膨胀过程,如图示A-B 曲线;b)进气过程,如BC曲线,此时进气阀在气缸内外压差的作用下开启,至C点进气阀关闭;c) C-D 为压缩曲线;d) D-A 为排气过程,排气阀打开,被压缩的气体经过排气阀进入下一级。 　　 　　图1回流省功P-V 图 　　如果在进气过程到达 C 后,进气阀在执行机构作用下仍被强制地保持开启状态,那么压缩过程并不能沿原压缩曲线由位置C 到位置D,而是先由位置C 到达位置Cr,此时原吸入气缸中的部分气体通过被顶开的进气阀???流到进气管而不被压缩;待活塞运动到特定的位置Cr(对应所要求的气量)时,执行机构使顶开进气阀片的强制外力消失,进气阀片回落到阀座上而关闭,气缸内剩余的气体开始被压缩,压缩过程开始沿着位置Cr 到达位置Dr。气体达到额定排气压力后从排气阀排出,容积流量减少。 　　这种调节方法的优点是压缩机的指示功消耗与实际容积流量成正比,是一种简单高效的压缩机流量调节方式。 　　3 系统应用情况和效益 　　3.1压缩机的原控制方案 　　表1压缩机技术参数 　　 　　如上表1为压缩机K-102A的技术参数。加装HydroCOM调节系统之前主要是通过压缩机出口旁通阀进行气量调节的,调节控制方案见图2。图中PV12701为低选器,它将接受的信号作比较低选输出给出口返回线,来控制进入装置的气量。 　　 　　图2原压缩机出口控制系统 　　3.2HydroCOM调节系统控制方案及原理 　　这套HydroCOM 调节系统仍以低选器PV12701的输出信号为设定值来控制压缩机的负荷。此HydroCOM 调节系统和原返回线属于分成控制,正常运行中,低选器PV12701的输出信号取送到PHC12701A,再通过CIU实现一级气缸负荷的控制。原旁通返回线则在信号输出命令下处于关闭状态。若生产系统需求氢气量大幅降低或HydroCOM 调节系统出现故障,则原返回线又将逐渐打开投入使用。二级、三级负荷调节则采用级间压力设定值为控制变量,根据压缩机各级压缩比和负荷需求情况,对各级负荷自行分配调节,最终达到平衡稳定状态。控制形式如图3所示。 　　 　　图3加装HydroCOM后控制系统 　　在HydroCOM 系统在的控制下,压缩机的每一个进气阀不再是依靠压差工作的自动阀,而是一个由外置动力驱动的强制阀。通过进气阀的延迟关闭,使多余部分气体未经压缩而重新返回到进气总管,压缩循环中只压缩了需要压缩的气量。这正是运用了上述的“回流省功”原理。图4为HydroCOM 核心的液压执行器和专用气阀示意图。 　　 　　图4HydroCOM系统的工作原理 　　3.3应用情况及效益 　　2009年11月12日顺利完成了该系统的最终调试,投入使用,各项指标均达到预期