往复机应用HydroCom气量无级调节系统降低生产成本

潘雪珑

摘要：贺尔碧格公司开发生产的HydroCOM气量无级调节系统通过智能化的液压调节机构，可以快速、精准地控制气体的压力和流量来实现气量理论上0%-100%的连续调节，从而有效的解决了往复式压缩机流量调节的难题。压缩机装备HvdroCOM系统后，带来的效果就是能够最大限度的节约能源，每年约节约96.47万元。

关键词：贺尔碧格;往复式压缩机;节能

1 问题的提出

往复式压缩机属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机，依据不同生产工况来调节气体流量，同时还要保持管网中的压力稳定，因而采用何种方式调节就成为一个非常重要的问题。

往复式压缩机气量调节方法通常采用的方法是全行程压开进气阀加上旁通阀配合的粗略的有级调节方法，这种方法安全性、经济性差，造成能源的巨大浪费;如果采用大功率电动机变频器来调节流量则存在价格昂贵，所以如何能够进行连续、经济、高效、快捷、精确的调节压缩机的气量是困扰压缩机用户的难点。

2改进思路及方案实施

2.1 HydroCOM工作原理

HydroCOM的工作原理是通过即时处理压缩机运行过程中的状态数据，并将信号反馈至执行机构内电子模块，通过液压执行器来实时控制进气阀的开启与关闭时间，实现压缩机排气量全行程范围的调节，同时运用了“回流省功”原理，在压缩的循环过程中只压缩需要压缩的气量来达到节能的效果。

随着活塞在压缩机气缸中的往复运动，每个气缸侧的一个正常工作循环包括：膨胀（A-B曲线）、吸气（B-C曲线）、压缩（C-D曲线）、排汽（D-A曲线）。如图1所示，当气缸进气终了时进气阀的阀片在执行机构的作用下仍被卸荷器强制地保持在开启状态，压缩过程中进气阀在执行机构作用下仍被强制地保持开启状态，那么压缩过程并不能沿原压缩曲线由位置C到位置D，而是先由位置C到达位置Cr，此时原吸入气缸中的部分气体通过被顶开的进气阀回流到进气管而不被压缩;待活塞运动到特定的位置Cr（对应所要求的气量）时，执行机构使顶开进气阀片的强制外力消失，进气阀片回落到阀座上而关闭，气缸内剩余的气体开始被压缩，压缩过程开始沿着位置Cr到达位置Dr，气体达到额定排气压力后从排气阀排出容积流量减少。上述便是“回流省功”的原理。

2.2 HydroCOM系统组成及实际应用

HydroCOM系统的基本组成主要由以下几部分组成：中间接口单元CIU、执行机构HA、液压油站HU、上死点传感器TDC及服务器单元HSS。

HydroCOM气量无级调节系统于2014年首次在乌石化150万吨/年蜡油加氢装置应用，蜡油加氢装置共计有2台氢气压缩机（一投一备），其中A机采用HydroCOM系统进行气量调节，B机采用电磁阀控制的气动卸荷器进行气量调节，由于2台压缩机采用不同的流量控制方式，也使得机组的运行工况出现了很大的差别。

压缩机K10I/B运行时，当卸荷器的档位置于50%时压缩机输送的流量无法满足正常的工艺需求，此时只能将卸荷器的档位调高至100%，这时压缩机处于满负荷工作的状态，压缩机输出的气量远远超出工艺需要，从控制阀的开度就可以很直接的看出大量的气体被重复循环压缩，那么机组的效能必然大大降低而电能则被白白浪费;而K10I/A压缩机所采用的HydroCOM系统可以在在0-100%之间进行气量无级调节，通过输入期望的压力值就能便捷的将压缩机的流量控制在需要的范围内，一般情况下压缩机人口流量调节器的开度只需要控制在65%-70%左右时压缩机输送的气体量就可以完全满足正常生产需求;正是由于2台压缩机气量的控制方式不同，有效的解决了压缩机必须处于满负荷的状态才能保证正常气体需求量的弊端，压缩机负荷的变化使得驱动电机的负荷也相应变化。

3应用效果

压缩机装备HydroCOM系统后，带来的效果就是能够最大限度的节约能源。压缩机K10IA运行时每小时比KIOIB节约80A的高压电，按一年8400小时来计算所节约的电费如下：

节约的电费=电流×电压×使用小时数×单价

=80×6000/1000×0.24×8400

=96.768万元

可见仅从节能的角度来看，实施HydroCOM系统所能带来的经济效益是非常可观的，能够为企业极大的降低生产成本。

4技术创新点

HydroCOM系统是一种简单高效的往复式压缩机流量调节方式，运用HydroCOM系统可以根据不同的操作要求精确的控制压缩机各级的状态参数能够实现压缩机的平稳启动、加载、切换及停机等操作，同时能够最大限度的节约能源有效降低生产成本。

参考文献：

[1]成大先，機械设计手册[M]，北京：化学工业出版社，2007.