蜡油加氢裂化解析气压缩机防喘振系统升级改造

赵 宽

（中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086）

图1 喘振控制组态模块Fig.1 Surge control configuration module

蜡油加氢装置PSA 解析气压缩机是装置的核心设备，其作用是压缩PSA 尾气，并打入全厂燃料气管网。本文采用现场实际关闭防喘振阀门的方式，观察机组实际运行参数的变化，确定真正的防喘振点，并以此数据为基础数据，重新确定防喘振坐标点，进而重新修订防喘振线。

1 解析气压缩机系统简介

蜡油加氢装置PSA 解析气压缩机由一缸两段9 级组成，电动机与压缩机通过液力耦合器控制转速，经过变速机带动压缩机运转。输送介质为三套加氢脱硫后的低分气与甲苯歧化装置尾气，是经过40000NM3/h PSA 装置变压吸附后所产生的解析气。

该机组为两段压缩，两段控制一个总出口防喘振阀的方案，如图1 所示。一段控制方案是操作点在一段入口流量和压缩比所建立坐标系中的位置变化来控制防喘振阀开度；二段控制方案是操作点在二段入口流量和压缩比所建立坐标系中的位置变化来控制防喘振阀开度；两者之间高选来确定喘振阀的开度。

2 压缩机转子更换后存在的问题

PSA 解析气压缩机在2014 年检修转子更换后，由于转子直径变化，压缩机存在如下问题：

1）转子更换后，各种参数已发生变化，而一、二段转子流量计未重新设置，造成测量误差，喘振点位置不准确。

2）PSA 解析气的特点是压力及流量呈周期性波动，造成压缩机运行工况变化较大，转子更换后喘振线与实际工况不符。

3）机组一段周期性进入到防喘振快开线，二段不进入防喘振线，故控制方式只能打到手动模式，一旦机组真实发生喘振 ，防喘振阀不能自动快开，有很大的隐患。

为确保压缩机组的防喘振线控制准确、可靠和分析压缩机组在现场的实际运行情况，在现场进行性能试验。根据试验结果，分析机组的运行问题及防喘振线修改方案。

表1 喘振点原始数据Table 1 Raw data of surge point

3 压缩机喘振系统改造

3.1 喘振线的确定

机组在一定流量下工作时，通过关闭防喘振阀来确定实际喘振点，内操手动关闭防喘振阀，外操监视机组振动及电流情况。机组一但开始喘振立即打开防喘振阀门，并记录此时的流量、压缩比、振动等数据。通过标定两个喘振点确定新的喘振线，再进入TRICON 控制系统修改喘振线数据，如图3 所示。PR_A 至PR_F 提供了喘振线的纵坐标值即压缩比，Hc_A 至Hc_F 提供了喘振线的横坐标值即入口流量。当PRAT02 模块计算出实际压缩比之后，根据坐标对应关系确定流量值，这样喘振点就确定了。现在只要根据实测的数据修改PR_B 至PR_F 和Hc_B 至Hc_F 的数值，那么新的喘振线就画出来了。

在工作转速7000 ～7300 的情况下，试验共进行了两次。第一次通过缓慢关闭防喘振阀调节，使机组流量变小，在喘振现象发生时及时打开防喘振阀，机组退出喘振区。为了准确地验证喘振点，在机组运行稳定后再次进行同样的试验，两次试验均在机组发生了真实喘振的情况下，迅速打开阀门，退出喘振区。

3.2 实测喘振点数据处理

按照该次试验结果，进行了计算数据处理，得到了该转数的喘振点原始数据，见表1。

1）原始数据

2）数据处理：以该喘振点数据分析计算，如果压缩机按照目前工艺条件运行，理论上可以将预期的喘振线向左移，来扩大压缩机的运行范围[1]；以该喘振点数据分析计算，推导出其它两个转数下的转速的喘振点，得出现在额定转速的试验结果见表2。

3.3 喘振修改结果

通过处理后的防喘振数据，直接推算出防喘振坐标点，并根据此左边点重新生成防喘振线，具体防喘振线如图2所示。防喘振线向左移并在工作点左侧，机组防喘振功能恢复到正常功能。

表2 处理后的喘振点数据Table 2 Surging point data after processing

3.4 防喘振改造后效果

经过防喘振线重新测定，在机组喘振时可以保证防喘振阀打开，消除了隐患，保证了该压缩机的安全平稳运行。

解析气压缩机防喘振系统改造后，压缩机在同等工况下，防喘振阀门关小至35%，防喘振流量下降了3000Nm3/h，降低了电机功率消耗，同时保证了机组的安全运行。在同等工况下，6000V 电机电流由原来的300A 降低至270A，按装置年运行8000h 计算，年消耗电量减少1995264KWH。以价格约0.6 元/度，每年可节约费用199.5 万元。同时可以推广至全厂各离心式压缩机，根据实际生产数据，在线修订防喘振线及工作点，减小防喘振阀开度，降低装置能耗。

4 结束语

图2 修改后的防喘振线Fig.2 Modified anti-surge line

喘振是离心压缩机的固有特性，具有较大的危害[2]。此次经过防喘振线重新测定，在机组喘振时可以保证防喘振阀打开，消除了隐患，保证了该压缩机的安全平稳运行。此外通过改造，该机组的防喘振阀门大幅度关小，大幅度减少了机组能耗。通过此次改造可以证明在线修订离心式压缩机防喘振线的方法是有效的。