中國石油烏魯木齊石化公司煉油廠（以下簡稱中國石油烏石化煉油廠）加氫裂化裝置的壓縮機組由3臺PeterBrotherhood的4E3+BL組成，2開1備。壓縮機的設計標準排氣量為（24電動機功率為2570kW.因為每臺僅可滿足70%的生產需要，所以通常情況下壓縮機開二備一，但是在實際生產過程中，由于該壓縮機使用三返一的氣量調節(jié)方式，即使工藝負荷達到*大，也有相當于1臺壓縮機60%的氣量通過調節(jié)旁路返回進氣管道，而這些回流的氣體是經過壓縮的，這樣就造成了很大的能源浪費；此外，由于壓縮機機組沒有逐級調節(jié)機制，使得壓縮機不能夠緩慢地增加負荷，因此不可避免地會對壓縮機造成沖擊，這也嚴重影響了工藝穩(wěn)定性和壓縮機的使用壽命。為了解決壓縮機的上述問題，中石油烏石化煉油廠的加氫裂化裝置引進了HydroCOM無級氣量調節(jié)系統(tǒng)，實現了較好的節(jié)能效果和壓縮機的平穩(wěn)運行。

　　1HydroCOM工作原理和系統(tǒng)組成1.1工作原理如所示，壓縮機在正常工作循環(huán)中，1個氣缸內活塞的運動般包括如下幾個階段：氣缸內剩余氣體的膨脹過程，壓縮機的吸氣過程，在吸氣體積達到氣缸容積的100%時對氣體開始進行壓縮，在氣體達到排氣壓力時進行排氣過程，這4個階段對應中、鹼、和方1這幾段曲線。但是如果在吸氣過程結束開始進行對氣體的壓縮過程中，進氣閥在外力的作用下依然保持開起狀態(tài)，氣缸中未經壓縮的氣體經由進氣管道回流回去，等到某一個點Cr（也就是氣量調節(jié)所要求的排氣量）時撤除外力，氣閥在氣缸內外壓差的作用下關閉，然后氣缸對剩余氣體進行壓縮，氣體達到排氣壓力時排出，從而達到氣量調節(jié)和節(jié)能省工的目的。這種調節(jié)方式的個顯著優(yōu)勢在于壓縮機功耗與排氣量成正比，從而有效地節(jié)省了大量的能量。

　　1.2系統(tǒng)組成HydroCOM無級氣量調節(jié)系統(tǒng)主要包括下述幾部分。

　　1.2.1壓縮機接口單元CIU CIU主要承擔HydroCOM系統(tǒng)與DCS之間的信息交換和信號轉換功能，是溝通HydroCOM系統(tǒng)與用戶原有控制系統(tǒng)的重要媒介4，CIU的基本下：1）將DCS發(fā)出的420mA電流信號轉換為能夠對壓縮機各級氣閥進行起閉控制的信號；2）把收集來的氣缸壓力、溫度、液壓油站溫度壓力以及各種出錯報警信號進行轉換后傳遞給DCS系統(tǒng)；3）對系統(tǒng)進行參數設置；）通過接受由TDC脈沖傳感器探測到的飛輪位置信號來計算執(zhí)行機構的確切動作時間。

　　CIU本身并不發(fā)出或者產生控制信號，它作為一個信號轉換樞紐把傳達來的信號轉換為上下環(huán)節(jié)都能夠識別的信號，把HydroCOM系統(tǒng)變成了一個能夠接受標準電流信號的高速調節(jié)系統(tǒng)，從而能夠與原有控制系統(tǒng)DCS等無縫隙結合，使得壓縮機的氣量調節(jié)改造變得更加方便。

　　1.2.2液壓執(zhí)行器HA HA是對包括卸荷壓叉和電磁閥等一系列對氣閥產生直接作用部件的統(tǒng)稱，由液壓油站提供動作所需要的動力，CIU提供控制信號，EPS供電。HA主要由所示的密封室、閥室和電氣室3部分構成。

　　液壓油站HU液壓油站的主要作用是為執(zhí)行機構提供動作所需的動力。它通過自身所有的齒輪泵把液壓油加壓到所需的壓力（*高可達200Bar，準確數值由壓縮機被調節(jié)的*高一級的進氣壓力所決定）。為了保證油壓的穩(wěn)定，執(zhí)行機構HA的進油管路和回油機飛輪的旁邊，通過探測在飛輪上打的孔或者是安裝的螺栓傳來的信號來確定壓縮機氣缸中活塞的實時位置，經過壓縮機中間單元CIU的轉換處理之后與從控制系統(tǒng)傳來的各級控制信號值進行比對計算，之后通過現場總線把控制信號再回傳到執(zhí)行機構以控制吸氣閥的準確啟閉時間，TDC的安裝位置示意圖如所示。

　　1.2.5服務器單元HSS計算機，它的主要功能是設置無級氣量調節(jié)系統(tǒng)的具體參數，使調節(jié)系統(tǒng)與壓縮機實際工況相匹配，此外還承擔著系統(tǒng)的調試工作和發(fā)生故障時的故障診斷功能。

　　2.1基本控制方案采用如下控制方案（見）：1）在K101A/B壓縮機上裝備使用賀爾碧格的HydroCOM無極氣量調節(jié)系統(tǒng)，實現30%100%的氣量連續(xù)調節(jié)；2）機組旁通閥的控制變量為HydroCOM系統(tǒng)的主控變量；3）具體控制邏輯圖如所示，該控制邏輯圖應在DCS內組態(tài)實現，壓縮機電動機運行狀態(tài)和油站電動機運行狀態(tài)信號來自電氣MCC，聯(lián)鎖定液壓油站電動機信號觸發(fā)之后，HydroCOM系統(tǒng)切除，由旁通閥完成壓縮機的氣量調節(jié)。

　　2.1.1總體控制原則該系統(tǒng)的總體控制原則為調節(jié)器輸出高選控制和分成控制相結合。

　　1402和反應器入口壓力調節(jié)器PIC―1501的輸出結果進行比較，選擇輸出信號值大的作為高選器的輸出信號，也就是說高選器LSS的橋是指向輸出值較大的一方，PIC1402與PIC1501的控制方式與原來保持不變，LSS的輸出為閥位開度。PIC1402與PIC1501的輸出值經過高選器后變?yōu)殚y關閉信號，例如PIC1402的輸出為30%，則經過LSS后轉變?yōu)殚y關閉70%的信號，現場三返一的閥的實際開度為30%，HydroCOM和旁路調節(jié)所接受的信號均為閥關閉信號。通過LSS之后，HydroCOM和旁路調節(jié)閥的控制方式采用的是分程控制，當HydroCOM處于自動模式時，高選器的輸出在0%20%的范圍時，HydroCOM將使壓縮機保持在20%的負荷運行，旁通閥則對應的是0%100%的關度。當高選器的輸出在20%100%時，HydroCOM的輸出為高選器的輸出值，旁通閥的關度為100%，也就是保持關閉狀態(tài)。

　　對于二級、三級壓縮的控制，則為比例為（+ 2.1.2聯(lián)鎖邏輯說明101A主電動機運行20S后、HydroCOM自身油站電動機運行和手動投用CIU這3個條件在同時滿足的情況下，HydrosCOM的CIU才允許投用，也就是被激活（ena-bled）。

　　2）下述4個條件中的任意一個條件達到后，將延遲3s聯(lián)鎖停HydroCOM自身油站油栗，同時Hydo-COM強行輸出100%負荷，機組處于滿負荷運行。

　　現油壓低低（油壓<7.0MPa）。）當點擊聯(lián)鎖旁路時，所有的聯(lián)鎖條件將被全部切除。

　　2.2HydroCOM系統(tǒng)的節(jié)能效果在，已在世界上應用約三百余套，在國內也已經有較大范圍的應用，從資料以及實際應用情況來看，該系統(tǒng)確實具有很低的故障率和很高的可維護性。根據中石油烏石化煉油廠的壓縮機數據信指示功/kW省功/kW節(jié)電/萬元息表，對該機安裝HydroCOM系統(tǒng)后的節(jié)能功效進行了初步評估。K一101A/B/C壓縮機的電動機功率為2600kW，指示功率按照軸功率的0. 85計算：節(jié)省的壓縮機指示功率=壓縮機指示功率X（1一壓縮機負荷）年節(jié)省電費=節(jié)省的壓縮機指示功率X通過估算，該機安裝HydroCOM系統(tǒng)后在不同負荷下的節(jié)能效果見表1，壓縮機指示功隨負荷變化的變化如所示。

　　表1不同負荷下壓縮機的指示功與所節(jié)省的能源壓縮機負荷/%.824 3無極氣量調節(jié)系統(tǒng)在應用過程中出現的問題與分析3.1系統(tǒng)投用過程中出現的問題在投用過程中，K301A無級氣量調節(jié)系統(tǒng)三級南北兩側執(zhí)行機構的密封室先后發(fā)現泄漏。拆檢時發(fā)現密封室的3個密封環(huán)內的填料均有不同程度的損壞，越靠近根部損壞越重（見）。

　　三級南北兩側執(zhí)行機構密封室損壞情況三級南北兩側執(zhí)行機構更換不同材質的新填料，南側填料使用原材質填料（VITON氟橡膠），但螺紋鎖緊環(huán)處填料存在缺陷。北側填料使用一套不同材質（SIMRIZ全氟彈性體）的填料組件。SIM-RIZ全氟彈性體價格較VITON氟橡膠貴很多，一般使用在需要耐高溫和耐腐蝕等苛刻的場合。之后，南側執(zhí)行機構填料發(fā)生再次泄漏，拆檢情況與所示相似，后更換一套新填料，材質為VITON氟橡膠。之后，北側執(zhí)行機構填料第3次泄漏，拆檢發(fā)現，填料損壞是歷次損壞中*嚴重的，填料1、2基本完全損壞（見0），泄漏氣體在火炬氣出口排放不及時，從密封室現場放空口噴出。

　　0三級北側執(zhí)行機構密封室損壞情況3.2問題原因分析1）工況惡劣，如工藝氣體含腐蝕介質、機械雜質，或三級氣缸壓力高，達到95bar.但K301A只使用制氫裝置，氫氣純度達到99.99%，僅含微量氯化氫氣體，不含機械雜質（具體工藝介質含量分析見表2），不會對密封造成影響。北側填料曾使用一套不同材質（SIMRIZ全氟彈性體）的填料組件，該裝置壓力高達1000余bar，但至今未出現相類似的損壞，而K301A僅使用40d就出現損壞。所以應該是填料組件不能適應高壓工況所致。

　　表2 K301A工藝介質含量分析2）安裝和配合問題，從*上面一道密封的磨損情況較輕來看，懷疑卸荷桿上下往復運動時產生了徑向力或對中不好，加快了填料的磨損。

　　執(zhí)行機構安裝圖如1所示。從3次拆檢情況來看密封室與閥蓋之間有4顆固定聯(lián)接螺釘（見1），拆裝工具為廠家提供的專用扭力扳手，拆裝過程用力均為86Nm，證明密封室和閥蓋之間并未松動；b.經過現場測量，卸荷桿直徑為12mm，橢圓度正常；。從其他使用同類設備的裝置反饋信息來看，大多是在使用1年以后卸荷桿與填料同時有磨損，現場目測K301A三級卸荷桿表面光潔；d.閥蓋與閥座聯(lián)接螺釘緊固（見1），閥蓋與閥座接觸，無松動偏移，此項無數據說明；e.閥蓋及執(zhí)行機構制造缺陷導致出現安裝配合問題，此項檢查難度較大，需要時間及廠家提供數據支持。

　　4結語本文對HydroCOM無級氣量調節(jié)系統(tǒng)在往復壓縮機上的實際應用情況進行了分析，得出了下述結論。

　　1）壓縮機所消耗指示功率與排氣量基本呈正比關系。在HydroCOM控制下，壓縮機僅壓縮工藝需求的80%左右氣量，較之前的旁路氣量調節(jié)模式可以節(jié)省約20%的指示功。

　　2）使用HydroCOM調節(jié)系統(tǒng)使壓縮機的起動、切換停機等過程中的壓力波動更加平穩(wěn)，各項參數也更加穩(wěn)定，對壓縮機的控制更趨合理。）該系統(tǒng)使用過程中應注意壓縮機工藝工況和安裝配合對密封室的影響，避免惡劣工況或者安裝配合不當造成的填料失效或磨損，從而導致不必要的停機維護。

　　4）系統(tǒng)維護一般只需要更換HA的密封填料、墊片或者油站的過濾芯等部件，所以系統(tǒng)的維護費用很低。

　　綜上所述，HydroCOM系統(tǒng)對于加氫裂化車間的壓縮機組起到的氣量調節(jié)作用基本符合預期目標，取得了預期的節(jié)能和調節(jié)效果，并且有著較好的可維護性。