HydroCOM无级气量调节系统在往复式压缩机中的应用

摘要

永坪炼油厂140×104t/a柴油加氢装置使用的往复式压缩机是一种利用返回入口气体的流量来控制出口流量的方法，它在很大程度上将功率消耗在了返回入口的气体上，造成了能源的严重浪费。投用HydroCOM无级气量调节系统后，在开始压缩气体的阶段，用计算机处理信号，在卸荷装置的作用下使进气阀的开启时间保持一段时间，然后延迟进气阀的关闭时间，让部分气体通过进气缸返回到进气腔，实现气量从0％到100％的连续调节。论文分析了目前常用的往复式压缩机的气量调节方式，通过对它们之间的对比，指出了它们各自的优缺点及其应用场合。而后对永坪炼油厂所使用的HydroCOM无级气量调节系统进行了详细的介绍。HydroCOM是贺尔碧格公司开发的无级气量调节统，通过降低压缩机的气量负荷，从而降低压缩机整体能耗。HydroCOM是目前往复式压缩机上使用最广泛的节能调节系统。论文阐述了HydroCOM系统基本原理的理解、HydroCOM系统的组成主要部件，并对每部分的调节作用做了具体的分析。对贺尔碧格公司为永坪炼油厂设计的加氢装置压缩机用HydroCOM系统，进行了现场的调试。同时在进行DCS组态时，应用了无扰动切换控制方案，实现了控制系统的平稳切换。最后对HydroCOM系统实际使用效果进行了评价，该系统能够在满足工艺生产的要求下，节能效果明显。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的及意义

1．2 国内外现状

1．3 题目来源

1．4 主要研究内容

第二章 系统需求分析

2．1 传统的气量调节方式

2．1．1 旁路调节

2．1．2 余隙腔调节

2．1．3 逐级调节

2．1．4 转速调节

2．1．5 HydroCOM无级气量调节

2．2 旁路调节、余隙调节及HydroCOM无级气量调节的示意图及示功图对比

2．2．1 旁路调节方式的示功图和示意图

2．2．2 可调余隙容积调节方式的示功图和示意图

2．2．3 HydroCOM无极气量调节方式的示功图和示意图

2．2．4 节能的必要性

2．2．5 三种气量调节方式同时投用时的节能省功情况比较

2．3 HydroCOM无级气量调节系统在永坪炼油厂投用

2．3．1 HydroCOM系统的工作原理

2．3．2 HydroCOM系统的组成及各部分的功能

2．3．3 中间接口单元CIU(Compressor Interface Unit)

2．3．4 液压执行机构HA(Hydraufic Actuator)

2．3．5 液压油站HU(Hydraulic Unit)

2．3．6 上死点传感器TDC(Top Dead Center Sensor)

2．3．7 服务器单元HSS

2．4 系统配置

2．5 缩略语

2．6 版本

2．7 CIU的参数设置和修改

2．7．1 HSS软件的使用

2．7．2 HSS软件的三个级别

2．8 使用HydroCOM系统的原因及其特点

2．8．1 使用HydroCOM系统的原因

2．8．2 HydroCOM系统的特点

第三章 HydroCOM系统控制方案

3．1 控制方法

3．2 I-IydroCOM控制回路

3．3 控制变量

3．4 信号流

3．5 在现有的DCS控制系统中嵌入HydroCOM系统

3．5．1 原来的控制系统

3．5．2 增加HydroCOM系统后的控制系统

3．5．3 ttydroCOM无级气量调节系统组态

3．5．4 DCS组态需要实现的控制功能

3．5．5 压缩机调节画面

3．6 控制逻辑图及其功能

3．6．1 控制逻辑图基本信息

3．6．2 第一级控制系统

3．6．3 第二级控制系统

3．6．4 分程功能块

第四章 实际应用中的调试

4．1 压缩机的启动和停止

4．1．1 开机步骤

4．1．2 开机补充说明

4．1．3 DCS上的开机说明

4．1．4 停机顺序

4．1．5 停机补充步骤

4．1．6 停机步骤说明

4．2 HydroCOM故障处理

4．2．1 HydroCOM故障时的应急处理

4．2．2 HydroCOM系统切除方法(A机不停机)

4．2．3 切除步骤说明

4．3 HyroCOM故障排除

4．3．1 HyroCOM故障排除后继续运行在分程控制模式

4．3．2 故障排除后，HydroCOM系统重新投用(A机不停机)

4．3．3 故障恢复步骤说明

4．4 最低负荷限制

4．5 ttydroCOM系统控制信号线性化

4．6 控制器参数(比例系数kc和积分时间Ti)

4．7 逻辑功能

4．8 故障描述

4．8．1 CIU(中间接口单元)故障

4．8．2 液压油站压力低低故障

4．8．3 液压油温高高故障

4．9 故障处理

4．10 报警

4．10．1 CIU的报警信号

4．10．2 液压油压力低报警

4．10．3 液压油温度高报警

4．10．4 液压油液位低报警

4．11 DCS显示屏的要求

4．12 在线监测功能

第五章 结论及展望

5．1 HydroCOM无级气量调节系统能够完成以下功能

5．2 HydroCOM无级气量调节系统的好处

5．3 HydroCOM无级气量调节系统运行中遇到的问题

5．4 前景

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文