往復機應用HydroCom氣量無級調節系統降低生產成本

潘雪瓏

摘要：賀爾碧格公司開發生產的HydroCOM氣量無級調節系統通過智能化的液壓調節機構，可以快速、精準地控制氣體的壓力和流量來實現氣量理論上0%-100%的連續調節，從而有效的解決了往復式壓縮機流量調節的難題。壓縮機裝備HvdroCOM系統后，帶來的效果就是能夠最大限度的節約能源，每年約節約96.47萬元。

關鍵詞：賀爾碧格;往復式壓縮機;節能

1 問題的提出

往復式壓縮機屬于容積式壓縮機，是使一定容積的氣體順序地吸入和排出封閉空間提高靜壓力的壓縮機，依據不同生產工況來調節氣體流量，同時還要保持管網中的壓力穩定，因而采用何種方式調節就成為一個非常重要的問題。

往復式壓縮機氣量調節方法通常采用的方法是全行程壓開進氣閥加上旁通閥配合的粗略的有級調節方法，這種方法安全性、經濟性差，造成能源的巨大浪費;如果采用大功率電動機變頻器來調節流量則存在價格昂貴，所以如何能夠進行連續、經濟、高效、快捷、精確的調節壓縮機的氣量是困擾壓縮機用戶的難點。

2改進思路及方案實施

2.1 HydroCOM工作原理

HydroCOM的工作原理是通過即時處理壓縮機運行過程中的狀態數據，并將信號反饋至執行機構內電子模塊，通過液壓執行器來實時控制進氣閥的開啟與關閉時間，實現壓縮機排氣量全行程范圍的調節，同時運用了“回流省功”原理，在壓縮的循環過程中只壓縮需要壓縮的氣量來達到節能的效果。

隨著活塞在壓縮機氣缸中的往復運動，每個氣缸側的一個正常工作循環包括：膨脹（A-B曲線）、吸氣（B-C曲線）、壓縮（C-D曲線）、排汽（D-A曲線）。如圖1所示，當氣缸進氣終了時進氣閥的閥片在執行機構的作用下仍被卸荷器強制地保持在開啟狀態，壓縮過程中進氣閥在執行機構作用下仍被強制地保持開啟狀態，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（對應所要求的氣量）時，執行機構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閉，氣缸內剩余的氣體開始被壓縮，壓縮過程開始沿著位置Cr到達位置Dr，氣體達到額定排氣壓力后從排氣閥排出容積流量減少。上述便是“回流省功”的原理。

2.2 HydroCOM系統組成及實際應用

HydroCOM系統的基本組成主要由以下幾部分組成：中間接口單元CIU、執行機構HA、液壓油站HU、上死點傳感器TDC及服務器單元HSS。

HydroCOM氣量無級調節系統于2014年首次在烏石化150萬噸/年蠟油加氫裝置應用，蠟油加氫裝置共計有2臺氫氣壓縮機（一投一備），其中A機采用HydroCOM系統進行氣量調節，B機采用電磁閥控制的氣動卸荷器進行氣量調節，由于2臺壓縮機采用不同的流量控制方式，也使得機組的運行工況出現了很大的差別。

壓縮機K10I/B運行時，當卸荷器的檔位置于50%時壓縮機輸送的流量無法滿足正常的工藝需求，此時只能將卸荷器的檔位調高至100%，這時壓縮機處于滿負荷工作的狀態，壓縮機輸出的氣量遠遠超出工藝需要，從控制閥的開度就可以很直接的看出大量的氣體被重復循環壓縮，那么機組的效能必然大大降低而電能則被白白浪費;而K10I/A壓縮機所采用的HydroCOM系統可以在在0-100%之間進行氣量無級調節，通過輸入期望的壓力值就能便捷的將壓縮機的流量控制在需要的范圍內，一般情況下壓縮機人口流量調節器的開度只需要控制在65%-70%左右時壓縮機輸送的氣體量就可以完全滿足正常生產需求;正是由于2臺壓縮機氣量的控制方式不同，有效的解決了壓縮機必須處于滿負荷的狀態才能保證正常氣體需求量的弊端，壓縮機負荷的變化使得驅動電機的負荷也相應變化。

3應用效果

壓縮機裝備HydroCOM系統后，帶來的效果就是能夠最大限度的節約能源。壓縮機K10IA運行時每小時比KIOIB節約80A的高壓電，按一年8400小時來計算所節約的電費如下：

節約的電費=電流×電壓×使用小時數×單價

=80×6000/1000×0.24×8400

=96.768萬元

可見僅從節能的角度來看，實施HydroCOM系統所能帶來的經濟效益是非常可觀的，能夠為企業極大的降低生產成本。

4技術創新點

HydroCOM系統是一種簡單高效的往復式壓縮機流量調節方式，運用HydroCOM系統可以根據不同的操作要求精確的控制壓縮機各級的狀態參數能夠實現壓縮機的平穩啟動、加載、切換及停機等操作，同時能夠最大限度的節約能源有效降低生產成本。

參考文獻：

[1]成大先，機械設計手冊[M]，北京：化學工業出版社，2007.