浅谈HydroCOM 系统在渣油加氢新氢压缩机的应用论文
1 前言
中国石油四川石化公司设计加工能力为300 万吨/ 年渣油加氢脱硫装置采用的是美国CLG 公司固定床加氢脱硫工艺技术,以减压重蜡油和减压渣油为原料,脱除硫、氮、金属等杂质,降低残炭含量,为催化裂化提供原料,同时生产部分柴油,并副产少量石脑油和燃料气。装置于2014 年1 月份顺利投产。该装置反应系统共配置3 台新氢压缩机,单台压缩机满负荷运转时能提供3800Nm3/h 氢气,两台压缩机满负荷运转时给反应系统提供足够的氢气之余,还有剩余40% 的气量必须通过三返一控制阀返回新氢机入口。
2014 年2 月份, K4001A 增加一套HydroCOM 无级变速调节系统,不仅解决了三返一控制阀一直保持一定开度,浪费能耗的问题之外,还延长了压缩机机组稳定运行时间,保护气阀的调节幅度,同时优化反应系统控制方案,使反应系统压力控制相对平稳,对生产十分有利。
2 HydroCOM 无级变速调节系统控制原理
HydroCOM 无级变速调节系统是在新氢压缩机上增加的一种无级气量调节系统,可以将富余的气量在压缩前直接回流到进气腔,使得压缩机只对实际需要的气量进行压缩,从而最大限度的节能。HydroCOM 无级变速调节系统可以打破通常情况下由压缩机卸荷器从0%、50%、100%之间负荷调节控制,可以实现0—100%全程范围内压缩机排气量的无级调节。采用这种调节方法,压缩机的指示功消耗与实际容积流量成正比。
3 具体实施方案
三台压缩机两开一备,正常工况下,A 机采用HydroCOM无级变速调节系统,K4001B 满负荷运转。启动压缩机K4001A,此时CIU 尚未投用,所有进气阀被HydroCOM 系统液压执行机构和卸荷器强制保持在开启状态,压缩机在空载状态下启机。当需要升负荷时,根据实际工况手动提升PV8351A设定值( 只要PV8351 设定值>0%,HydroCOM 系统开始投用. 设定值不能小于30% 以保护机组), 相应提升二、三级负荷PC4005 和PC4007 输出值,维持各级压缩比稳定。逐渐增加PV8351A 的输出值,直至与分程输出值相等,修正PC4005 和PC4007 的SV 设定值,则可以将PID 改为自动模式。DCS 分程模块将缓慢减小三返一调节阀开度,直至关闭。此时分程点变化完成,K4001A 在HydroCOM 系统控制下进入正常平稳的运行状态。
4 对反应系统压力的.控制
HydroCOM 系统控制新氢压缩机负荷主要是通过一级负荷调节器PV8351A 的输出值来体现,二、三级则根据压缩比自动修正。新氢压缩机出口压力稳定证明压缩机出口流量稳定,通过调节器PC1069 调节新氢补充量来恒定系统压力,由压控PC1067 控制系统外排火炬量来保护反应器系统回路不超压。
5 HydroCOM 系统对装置生产及工艺的影响
5.1 对机组运行和系统压力稳定性影响
装置自2014 年2 月份投用至今,K4001A 一直运行平稳,机组各级温度、压力、振动、活塞干沉降位移都相对稳定,没有出现故障。根据一段时间内对系统压力控制PC1069 的显示数据采集画成曲线图分析显示如下:
由图1 和图2 可以看出, 由于HydroCOM 系统的投用, 使得反应系统压力波动很小,控制相对稳定。同时,反应压力的稳定,也对高压设备的安全运行起到保障作用,同时对催化剂的活性起到积极作用。
5.2 节能效应
根据HydroCOM 系统的工作原理可知,该系统仅压缩所需的工艺气体,吸入多余气体在气缸压缩初始阶段通过强制开启的进气阀回流到压缩机入口缓冲罐内,这样可以关闭压缩机三返一调节阀,降低压缩机负荷,减少压缩机电流。压缩机负荷的变化造成主电机电流的变化,压缩机消耗的指示功基本与运行负荷成正比。该机增加HydroCOM 系统后,仅仅压缩所需的气体,根据新氢机K4001A 额定功率3311Kw,如果装置一年满负荷运转时间为60%, 压缩机运行负荷为80%,按照四川石化公司公用工程电价为0.48 元,则算出年节省电费=(3311-2497.20)×8000h/a×60%×0.48 元/(Kw·h)/10000=187.5 万元。由此可见,投用HydroCOM 系统后对装置的节能减排起到实质作用。
6 结语
通过DCS 编程组态, 可以实现HydroCOM 系统投用状态时K4001A 手动零负荷启机过程,在升降负荷过程中方便简洁,直接控制一级负荷调节器即可,满足压缩机任意负荷调节,充分节省能耗。投自动控制时,可以切除三返一调节阀,当HydroCOM 系统自动控制PID 偏离时,可以手动调节三返一控制阀,使压缩机出口压力维持稳定,减少对反应系统的波动。在两台压缩机同时运转时,可以满足任意机组的切入和切出,而不影响HydroCOM 系统的制动控制。
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