贺尔碧格无极量控制原理与日常应用

宋洋 张凯(中国石油辽阳石化分公司炼油厂，辽宁 辽阳 111003)

1 基本功能

1.1 HydroCOM是什么

它是可靠、高效、易实现的压缩机气量调节系统。Hydro-COM这个单词来自英文“hydraulically actuated computerised，compressor control system”，意为“液压驱动、计算机控制的压缩机气量控制系统”，简称气量无级调节系统。压缩机的流量控制回路是在DCS或是PLC里实现的。

1.2 功能说明

执行机构与CIU之间的信号传递是通过RS485总线来实现的。CIU模块地功能是为执行机构提供控制信号，并且是控制系统和HydroCOM系统之间信号交流的中间模块，从而实现一个完整的闭环控制.

DCS/PLC或是其它回路控制器与HydroCOM之间的信号为模拟量和二进制开关量信号。同时CIU也提供Modbus接口与其它系统通讯。

上死点传感器不仅可以同步测量压缩机的转速，而且可以实时提供活塞在气缸中的即时位置给CIU，执行机构正是根据这个原理来控制进气阀的开启和闭合时间。故压缩机的气量调节可以简化为在控制室内输入相应的参数值即可。

1.3 气体回流控制

HydroCOM气量无级调节的原理可称为“回流省功”，具体来说就是在压缩行程中，使部分气体未经压缩而重新返回到进气总管从而节省能耗。

1.4 控制原理

压缩机是由DCS、PLC，或者由HOERBIGER提供的闭环控制器来控制。主要的过程是选取其中一个过程变量（例如.排气压力，吸气压力，流量.）作为主控变量，用户给这个变量设定值，PI控制器被分配到压缩机的每一级上，第一级根据过程变量来控制。第一个控制器的输出主要作用于第一级，在高压级，选取级间压力作为过程控制变量，各级的负荷百分比信号转换为4-20mA信号传输给CIU。

2 HydroCOM气量无级调节系统的组成部件

下面列出了HydroCOM系统的所有部件，它们将在下面部分描述：

执行机构;中间接口单元CIU;直流48伏供电电源EPS;隔离放大器IA;上死点传感器;液压油站HU;服务软件HSS.

2.1 执行机构

CIU通过实时现场总线方式提供给执行机构控制信号，液压油站单元（HU）提供液压油来作为驱动力，进而控制卸荷器来控制进气阀的开启与闭合。EPS变压器为每个执行机构提供48VDC电源。

2.2 中间接口单元模块CIU

中间接口单元模块CIU是贺尔碧格无极量控制系统和DCS控制系统之间的联系模块。往复式压缩机每级的控制信号都被转换为进气阀的开启/闭合信号。“CIU激活”、“CIU报错”、“CIU故障”以及执行机构动作等信号都需要通过CIU传输。CIU通过RS232接口设置，接口是在CIU的正面面板上。通过上死点传感器同步获取往复式压缩机的转速和曲轴转动位置，CIU就可以实时计算阀的动作时间。

3 日常维护与经验分享

3.1 阀窝温度的监测

如果进气阀阀窝温度有显著上升，通常意味着该进气阀有过量的气体回流。一般而言，运行过程中的气体回流导致进气阀温度升高，故比较所有进气阀的温度才能发现不正常。

3.2 气量控制的监测

对于多级压缩机，各级的控制信号彼此之间保持一致。当负荷变化了，所有的控制信号也跟着变化，本质上对应关系保持不变。如果没有安装级间压力自动控制，通过比较各级控制信号，核对负荷的平均分配。如果某一级的输出信号有很大偏差，意味着某一级做功不正常。

3.3 液压油站的监测

通常液压油站安装一个温度变送器，用来监测油温，需要监测该数值使之处于温度定义量程内，如果超温就会联锁停止贺尔碧格无极量控制系统。利用安装在油站上的压力变送器来测量油压用于维持贺尔碧格无极量控制系统正常运行所需的最小压力，如果最小压力过低就会联锁停止贺尔碧格无极量控制系统。

3.4 实际情况

有一次在巡检过程中发现贺尔碧格无极量控制系统SIM卡件报错，CIU中间模块也出现报警，查找故障代码表发现是第一级入口和第二级入口工作不正常，停车后下电处理，更换了两个电气室后发现SIM卡件还是报错，利用手头备件更换SIM卡件后正常，经检测是原现场电气室漏电反串回SIM卡件，造成两块SIM卡件损坏，希望贺尔碧格能够改进接线机制，增加安全栅来保护卡件。

4 结语

因此，HydroCOM是一种用于往复式压缩机的无级气量调节系统（10-100%）。通过无极量的应用，最终实现最低负荷下限取决于气体组分、操作工况和压缩机的设计参数。液压驱动的卸荷装置让进气阀延迟关闭，使多余部分气体未经压缩而重新返回到进气总管，压缩循环中只压缩了需要压缩的气量。通过这种方式每一个行程的气体流量可以得到控制。往复式压缩机K6101A的指示功消耗与实际容积流量成正比，因此气量无级调节系统能够最大程度地节约能耗。以上是我在工作中的一点收获,与大家分享，敬请指导。

[1]高霞.无极量调节在压缩机中的应用.石油化工自动化,2008年05期.

[2]赵培江.加氢裂化装置的安全设计要求[J].炼油设计,2002(11).

[3]施永琦.贺尔碧格压缩机产品和技术.压缩机技术,2003年04期.