往復(fù)式壓縮機氣量調(diào)節(jié)方法選擇方案

1、廣東石化往復(fù)式壓縮機氣量調(diào)節(jié)方法選擇方案通常，我們總是根據(jù)裝置或系統(tǒng)所需的最大容積流量來選擇壓縮機，然而，壓縮機的實際工況卻是隨工藝流程或耗氣設(shè)備的需要而變化的。當(dāng)耗氣量小于壓縮機的排氣量時，便需要對壓縮機進行氣量調(diào)節(jié)，以使壓縮機的排氣量適應(yīng)耗氣量的要求，且保持管網(wǎng)中的壓力穩(wěn)定。一、往復(fù)式壓縮機常用的氣量調(diào)節(jié)方法有以下幾種：1、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)M M 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)即通過改變壓縮機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)排氣量.這種調(diào)節(jié)的優(yōu)點 是氣量連續(xù)，功率消耗小，壓縮機 各級壓力比保持不變，壓縮機上不需設(shè)專門的調(diào)節(jié)機構(gòu)等；但它僅僅廣泛使用在驅(qū)動機為內(nèi)燃機和汽輪機的壓縮機上，如果驅(qū)動機為電動機，則需要配置變頻器，由于大功率、高壓變頻

2、器價格昂貴，而且需要大量的維護、維修工作，因此，目前在電動機驅(qū)動的往復(fù)式壓縮機上很少采用該方法。此外，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可能會對壓縮機的工作產(chǎn)生不良影響，如氣閥顫振，部件磨損大、振動增加，潤滑不充分等等，也限制了該方法的廣泛應(yīng)用。2、余隙腔調(diào)節(jié)在壓縮機的氣缸上，除固定余隙容積外，另外設(shè)有一定的空腔，調(diào)節(jié)時接入氣缸工作腔，使余隙容積增大，容積系數(shù)減小，排氣量降低，這就是余隙腔調(diào)節(jié)的工作原理。按照補助容積接入的方式不同，又分為連續(xù)的、分級的以及間斷的調(diào)節(jié)，多用于大型工藝壓縮機。這種調(diào)節(jié)方式的主要缺點是：通常手動調(diào)節(jié)，且響應(yīng)速度慢，一般需與其它調(diào)節(jié)方式配合使用。雖然連通可變補助余隙容積的方法原則上可以實現(xiàn)0

3、%100%范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，但系統(tǒng)的可靠性較差，易損件多，難于維護。3、旁通調(diào)節(jié)排氣管經(jīng)由旁通管路和旁通閥門與進氣管相連接，調(diào)節(jié)時只要開啟旁通閥，部分排氣便又回到進氣管路中。這種調(diào)節(jié)方法比較靈活，而且簡單易行，配上自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度也比較高，但是因為多余氣體的全部壓縮功都損耗掉，所以經(jīng)濟性差，所以，這種方法適用于偶爾調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)幅度小的場合。4、壓開進氣閥調(diào)節(jié)根據(jù)進氣閥被壓開過程的長短，該方法分為全行程壓開進氣閥和部分行程壓開進氣閥兩種方式。對于全行程壓開進氣閥調(diào)節(jié)，在吸氣過程中，氣體被吸入氣缸，在壓縮過程中，因為進氣閥全開，吸入的氣體又被全部推出氣缸。假設(shè)某壓縮機有一個一級雙作用氣缸，若只頂開活

4、塞一側(cè)的進氣閥，氣量降低50%，如果兩側(cè)同時頂開，則排氣量為零，所以，該機可實現(xiàn)氣量0，50%和100%三級調(diào)節(jié)?？梢?，全行程壓開進氣閥的調(diào)節(jié)幅度較大，適用粗調(diào)節(jié)。部分行程壓開進氣閥調(diào)節(jié)的原理與全行程壓開進氣閥相似，但它通過控制壓縮行程中進氣閥的關(guān)閉時刻，控制返回氣量的多少，從而可以實現(xiàn)氣量連續(xù)調(diào)節(jié)，由于壓縮功幾乎與排氣量成正比例地減少，所以還有很高的運行經(jīng)濟性。 二、部分行程壓開進氣閥調(diào)節(jié)HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹比較上述調(diào)節(jié)方式可以看出，真正做到連續(xù)、經(jīng)濟、快捷、精確調(diào)節(jié)的方式就是部分行程壓開進氣閥調(diào)節(jié)。而部分行程壓開進氣閥調(diào)節(jié)目前只有HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)一種，下面主

5、要介紹一下HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)：1、HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理:如圖所示，隨著活塞在壓縮機氣缸中的往復(fù)運動，每個氣缸側(cè)的一個正常工作循環(huán)包括：a) 余隙容積中殘留高壓氣體的膨脹過程，如圖示A-B 曲線，此時壓縮機的進氣閥和排氣閥均處于正常的關(guān)閉狀態(tài)；b)進氣過程，如BC曲線，此時進氣閥在氣缸內(nèi)外壓差的作用下開啟，進氣管線中的氣體通過進氣閥進入氣缸，至C 點完成相當(dāng)于氣缸100%容積流量的進氣量，進氣閥關(guān)閉；c) C-D 為壓縮曲線，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的作用下壓縮達(dá)到排氣壓力；d) D-A為排氣過程，排氣閥打開，被壓縮的氣體經(jīng)過排氣閥進入下一級過程。如果在進氣過程到達(dá)

6、 C 后，進氣閥在執(zhí)行機構(gòu)作用下仍被強制地保持開啟狀態(tài)，那么壓縮過程并不能沿原壓縮曲線由位置C 到位置D，而是先由位置C 到達(dá)位置Cr，此時原吸入氣缸中的部分氣體通過被頂開的進氣閥回流到進氣管而不被壓縮；待活塞運動到特定的位置Cr（對應(yīng)所要求的氣量）時，執(zhí)行機構(gòu)使頂開進氣閥片的強制外力消失，進氣閥片回落到閥座上而關(guān)閉，氣缸內(nèi)剩余的氣體開始被壓縮，壓縮過程開始沿著位置Cr 到達(dá)位置Dr。氣體達(dá)到額定排壓后從排氣閥排出，容積流量減少。無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)正是利用計算機即時處理壓縮機運行過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將信號反饋至執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)電子模塊，通過液壓執(zhí)行器來實時控制進氣閥的開啟與關(guān)閉時間，實現(xiàn)壓縮機排氣量010

7、0%全行程范圍無級調(diào)節(jié)，這種方法壓縮機的指示功消耗與實際容積流量成正比。2、HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點通過以上描述可以了解HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最大有點就是節(jié)能，也就是節(jié)省金錢。與典型的旁通閥調(diào)節(jié)比較：2000KW 60平均負(fù)載 按0.5元/度電計算，每小時通過旁通閥調(diào)節(jié)浪費的能源：2000×0.85×0.4=680KW 每年損失5400MWh，旁通閥調(diào)節(jié)每年浪費的約為270萬元。另外還有以下優(yōu)點：1）、調(diào)節(jié)范圍寬：HydroCOM通過智能化的液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)，能夠快速、精確地控制壓力和流量，理論上能夠達(dá)到0%-100%無極調(diào)節(jié)，正常達(dá)到10%-100%

8、無極調(diào)節(jié)。2）、動態(tài)特性高：HydroCOM執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)電磁閥的快速精確響應(yīng)保證壓縮機負(fù)載可以在三個曲軸回轉(zhuǎn)中從0%加載到100%。3）、額外的狀態(tài)監(jiān)控：HydroCOM系統(tǒng)不僅僅是一個控制系統(tǒng)，同時也是一個監(jiān)控平臺。通過對壓縮機氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和所有易損件進行監(jiān)控，成為往復(fù)式壓縮機的監(jiān)護醫(yī)生。HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的缺點主要是增加設(shè)備投資，前期投入增大。3、HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成為：中間接口單元CIU（Compressor Interface Unit）提供HydroCOM 系統(tǒng)內(nèi)部和用戶DCS 控制系統(tǒng)之間的信號交換處理功能；液壓執(zhí)行器 HA（Hydraulic Act

9、uator）是一組通過卸荷器對氣閥產(chǎn)生作用的部件總和，由液壓油站HU 提供實現(xiàn)該動作功能所需的機械動力，CIU 進行實時控制，EPS 提供電源。它由閥室、電氣室和密封室三部分組成；液壓油站 HU 向執(zhí)行機構(gòu)提供高壓液壓油；TDC 傳感器（Top Dead Center Sensor）傳遞活塞在氣缸中的即時位置；服務(wù)器單元 HSS用于對HydroCOM 系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置，以使CIU 適用一個特定的場合要求，同時也可用于系統(tǒng)調(diào)試和故障診斷工作。4、現(xiàn)場圖片如下：三、廣東石化公司往復(fù)式壓縮機氣量調(diào)節(jié)裝置配置方案1、國內(nèi)新建千萬噸煉油項目往復(fù)式壓縮機氣量無極調(diào)節(jié)裝置配置情況由于氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)只有上海

10、賀爾碧格有限公司生產(chǎn)，國內(nèi)煉廠安裝的都是該廠家產(chǎn)品，一個從2001年開始國內(nèi)已經(jīng)安裝100套HydroCOM氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。近期國內(nèi)新建千萬噸煉油項目往復(fù)式壓縮機氣量無極調(diào)節(jié)裝置配置情況為：中海油惠州：加氫裂化裝置 6HF/3型壓縮機安裝1套；廣西石化：加氫精制裝置2D80/30.3/26.76-93-1-BX型壓縮機安裝1套，制氫裝置2D50型壓縮機安裝1套；四川石化：柴油加氫裝置4M80-12.8/58-200.8BX型壓縮機安裝1套；獨山子煉油廠：加氫裂化裝置3SVL500型壓縮機安裝1套。2、廣東石化往復(fù)式壓縮機氣量無極調(diào)節(jié)裝置配置方案通過經(jīng)濟分析和國內(nèi)各煉廠的應(yīng)用調(diào)查，該套系統(tǒng)一般

11、都安裝在1000KW以上的機組上比較合算。廣東石化所有往復(fù)機如下：裝置名稱設(shè)備名稱數(shù)量介質(zhì)名稱流量操作壓力，MPa(G)軸功率電機功率m3/h入口出口kWkW蠟油加氫裂化裝置新氫壓縮機3氫氣600002.117.556007050中壓加氫裂化裝置（2套）新氫壓縮機6氫氣400002.113.12207航煤加氫精制及芳烴飽和裝置新氫壓縮機2新氫150002.14.141500柴油加氫精制及芳烴飽和裝置（2套）新氫壓縮機4新氫420002.19.228003200制氫裝置原料氣壓縮機3PSA尾氣0.5/3.32100輕烴回收裝置尾氣壓縮機2尾氣179315聚丙烯裝置回收氣壓縮機1丙烯768504.12300氮氣壓縮機1氮氣8250.64.52450氫壓機2氫氣752.44.1455酸性水汽提裝置氨壓機2氨氣0.21.6200210 通過上表可以看出適合安裝該系統(tǒng)的為蠟油加氫裂化裝置、中壓加氫裂化裝置（2套）、航煤加氫精制及芳烴飽和裝置、柴油加氫精制及芳烴飽和裝置（2套）、制氫裝置、聚丙烯