淺談HydroCOM 系統(tǒng)在渣油加氫新氫壓縮機的應用論文

　　1 前言

　　中國石油四川石化公司設計加工能力為300 萬噸/ 年渣油加氫脫硫裝置采用的是美國CLG 公司固定床加氫脫硫工藝技術，以減壓重蠟油和減壓渣油為原料，脫除硫、氮、金屬等雜質(zhì)，降低殘?zhí)亢�量，為催化裂化提供原料，同時生產(chǎn)部分柴油，并副產(chǎn)少量石腦油和燃料氣。裝置于2014 年1 月份順利投產(chǎn)。該裝置反應系統(tǒng)共配置3 臺新氫壓縮機，單臺壓縮機滿負荷運轉(zhuǎn)時能提供3800Nm3/h 氫氣，兩臺壓縮機滿負荷運轉(zhuǎn)時給反應系統(tǒng)提供足夠的氫氣之余，還有剩余40% 的氣量必須通過三返一控制閥返回新氫機入口。

　　2014 年2 月份， K4001A 增加一套HydroCOM 無級變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不僅解決了三返一控制閥一直保持一定開度，浪費能耗的問題之外，還延長了壓縮機機組穩(wěn)定運行時間，保護氣閥的調(diào)節(jié)幅度，同時優(yōu)化反應系統(tǒng)控制方案，使反應系統(tǒng)壓力控制相對平穩(wěn)，對生產(chǎn)十分有利。

　　2 HydroCOM 無級變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制原理

　　HydroCOM 無級變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在新氫壓縮機上增加的一種無級氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以將富余的氣量在壓縮前直接回流到進氣腔，使得壓縮機只對實際需要的氣量進行壓縮，從而最大限度的節(jié)能。HydroCOM 無級變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以打破通常情況下由壓縮機卸荷器從0%、50%、100%之間負荷調(diào)節(jié)控制，可以實現(xiàn)0—100%全程范圍內(nèi)壓縮機排氣量的無級調(diào)節(jié)。采用這種調(diào)節(jié)方法，壓縮機的指示功消耗與實際容積流量成正比。

　　3 具體實施方案

　　三臺壓縮機兩開一備，正常工況下，A 機采用HydroCOM無級變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，K4001B 滿負荷運轉(zhuǎn)。啟動壓縮機K4001A，此時CIU 尚未投用，所有進氣閥被HydroCOM 系統(tǒng)液壓執(zhí)行機構和卸荷器強制保持在開啟狀態(tài)，壓縮機在空載狀態(tài)下啟機。當需要升負荷時，根據(jù)實際工況手動提升PV8351A設定值( 只要PV8351 設定值>0%,HydroCOM 系統(tǒng)開始投用. 設定值不能小于30% 以保護機組), 相應提升二、三級負荷PC4005 和PC4007 輸出值，維持各級壓縮比穩(wěn)定。逐漸增加PV8351A 的輸出值，直至與分程輸出值相等，修正PC4005 和PC4007 的SV 設定值，則可以將PID 改為自動模式。DCS 分程模塊將緩慢減小三返一調(diào)節(jié)閥開度，直至關閉。此時分程點變化完成，K4001A 在HydroCOM 系統(tǒng)控制下進入正常平穩(wěn)的運行狀態(tài)。

　　4 對反應系統(tǒng)壓力的控制

　　HydroCOM 系統(tǒng)控制新氫壓縮機負荷主要是通過一級負荷調(diào)節(jié)器PV8351A 的輸出值來體現(xiàn)，二、三級則根據(jù)壓縮比自動修正。新氫壓縮機出口壓力穩(wěn)定證明壓縮機出口流量穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)器PC1069 調(diào)節(jié)新氫補充量來恒定系統(tǒng)壓力，由壓控PC1067 控制系統(tǒng)外排火炬量來保護反應器系統(tǒng)回路不超壓。

　　5 HydroCOM 系統(tǒng)對裝置生產(chǎn)及工藝的影響

　　5.1 對機組運行和系統(tǒng)壓力穩(wěn)定性影響

　　裝置自2014 年2 月份投用至今，K4001A 一直運行平穩(wěn)，機組各級溫度、壓力、振動、活塞干沉降位移都相對穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)故障。根據(jù)一段時間內(nèi)對系統(tǒng)壓力控制PC1069 的顯示數(shù)據(jù)采集畫成曲線圖分析顯示如下：

　　由圖1 和圖2 可以看出, 由于HydroCOM 系統(tǒng)的投用, 使得反應系統(tǒng)壓力波動很小，控制相對穩(wěn)定。同時，反應壓力的穩(wěn)定，也對高壓設備的安全運行起到保障作用，同時對催化劑的活性起到積極作用。

　　5.2 節(jié)能效應

　　根據(jù)HydroCOM 系統(tǒng)的工作原理可知，該系統(tǒng)僅壓縮所需的工藝氣體，吸入多余氣體在氣缸壓縮初始階段通過強制開啟的進氣閥回流到壓縮機入口緩沖罐內(nèi)，這樣可以關閉壓縮機三返一調(diào)節(jié)閥，降低壓縮機負荷，減少壓縮機電流。壓縮機負荷的變化造成主電機電流的變化，壓縮機消耗的指示功基本與運行負荷成正比。該機增加HydroCOM 系統(tǒng)后，僅僅壓縮所需的氣體，根據(jù)新氫機K4001A 額定功率3311Kw,如果裝置一年滿負荷運轉(zhuǎn)時間為60%， 壓縮機運行負荷為80%，按照四川石化公司公用工程電價為0.48 元，則算出年節(jié)省電費=(3311-2497.20)×8000h/a×60%×0.48 元/(Kw·h)/10000=187.5 萬元。由此可見，投用HydroCOM 系統(tǒng)后對裝置的節(jié)能減排起到實質(zhì)作用。

　　6 結(jié)語

　　通過DCS 編程組態(tài)， 可以實現(xiàn)HydroCOM 系統(tǒng)投用狀態(tài)時K4001A 手動零負荷啟機過程，在升降負荷過程中方便簡潔，直接控制一級負荷調(diào)節(jié)器即可，滿足壓縮機任意負荷調(diào)節(jié)，充分節(jié)省能耗。投自動控制時，可以切除三返一調(diào)節(jié)閥，當HydroCOM 系統(tǒng)自動控制PID 偏離時，可以手動調(diào)節(jié)三返一控制閥，使壓縮機出口壓力維持穩(wěn)定，減少對反應系統(tǒng)的波動。在兩臺壓縮機同時運轉(zhuǎn)時，可以滿足任意機組的切入和切出，而不影響HydroCOM 系統(tǒng)的制動控制。

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