EVA装置往复式压缩机HYDROCOM系统原理及控制方案

EVA装置往复式压缩机HYDROCOM系统原理及控制方案主讲：电仪中心廖斯伟中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,LtdContents目录一、往复式压缩机工作原理二、HYDROCOM系统工作原理三、HYDROCOM系统组成四、EVA装置PK-1201控制方案五、系统维护六、故障案例分析一、往复式压缩机工作原理3中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd气缸曲轴齿轮箱一、往复式压缩机工作原理压缩机主要部件1

Crankgear

2

Non-driveend

3Crankshaft

4Connectingrod

5

Crosshead

6Pistonrod

7Pistonrodpacking

8

Piston

9Valves

10Cylinder11

Two-compartmentdistancepiece12

Distancepiecepacking

13Oilscraper

14Driveend

4中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd一、往复式压缩机工作原理1）Crankgear

曲柄机构

曲柄机构由曲轴箱2及其压缩部件组成。主要部件为曲轴7、主轴承6、连杆4、十字头5和驱动端的曲轴密封8。

在曲柄机构中，曲轴的旋转运动通过连杆转化为十字头的往复式运动。5中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd一、往复式压缩机工作原理2）ConnectingRod连杆连杆7是连接曲轴9与十字头4的部件，它将曲轴的旋转运动转为十字头的往复运动。3）ConnectingRodBearing连杆轴承连杆有两个轴承。位于大端的为连杆轴承(8)。它由两个相同的半轴承组成。4）Crosshead十字头十字头是连接柱塞杆与连杆的部件。它在滑道里作往复运动。十字头销轴承(6)位于连杆的小端。它为连杆的一部分，设计成衬套。6中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd一、往复式压缩机工作原理7中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd5）Cylinder气缸气缸是压缩机实现气体压缩的主要部件。柱塞5在气缸中往复运动，将工艺气体压缩至所需压力。6）Pistonrod柱塞杆柱塞杆将柱塞和十字头连接起来，传递作用于柱塞上的力，并带动柱塞作往复运动。柱塞杆主要是承受拉伸、压缩作用力。

一、往复式压缩机工作原理EVA装置压缩机特点1）生产厂家：瑞士布卡2）一次压缩机/增压机型号：6B6A-1.87_13）压缩机共分6段压缩，增压机3段，一次机3段。增压机的打气为8T/h，一次机的打气量为22T/h，电机功率为2700kW，转速为370rpm。增压机将低压循环系统的气体从0.13MPa，经三段压缩，升压至2.7MPa；一次压缩机将原料乙烯和低循气体从2.7MPa，经三段压缩，升压至29.0MPa，然后将气体送到二次压缩机。8中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd二、HYDROCOM系统工作原理

压缩机气量调节1）转速调节转速调节通过主电动机的转速控制来调节排气量。由一个频率转换器根据吸气或排气压力的监控结果获取输入信号，完成调节。随后变频器会向主电动机提供一个控制信号，可以相应地调整速度。2）余隙调节通过打开气缸盖中的隙囊减少排量。由于气缸间隙增大，降低了体积效率。一般结合可控吸气阀一起使用。9中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd二、HYDROCOM系统工作原理

3）旁路调节减少排量的一个常用方法是第1级或各级旁通。调节方法灵活，简单易行，压缩功损耗高，经济性差。4）进气阀调节全行程压开进气阀调节：在吸气过程中，气体被吸入气缸，在压缩过程中，因为进气阀全开，吸入的气体又被全部推出气缸。全行程压开进气阀的调节幅度较大，适用于粗调节。部分行程压开进气阀调节：通过控制压缩行程中进气阀的关闭时刻，控制返回气量的多少，从而可以实现气量的连续调节，由于压缩功几乎与排气量成正比例地减少，所以有很高的运行经济性。10中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd二、HYDROCOM系统工作原理

5）

HydroCOM系统部件HOERBIGR

HydroCOM系统的部件由止回阀1、电磁阀2、液压气缸3、指式卸荷器4、吸气阀5、液压装置6组成。HydroCOM为液压驱动型智能化压缩机系统，用于在30-100%范围内执行往复式压缩机的无级气量控制。在压缩循环期间，液压驱动型卸荷器将吸气阀保持在打开状态。实现在整个范围内控制每个工作行程的气体量。11中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd二、HYDROCOM系统工作原理

6）运行原理无HydroCOM系统时，满载运行模式下：气体通过C（下止点BDC）

时立即被压缩。当气缸压力达到位置D，开始打开排气阀，气体被排出气缸。活塞到达位置A（上止点，TDC）时，开始重新膨胀。留在气缸内的气体因气缸间隙重新膨胀。当气缸压力达到吸气压力（位置B）时，吸气阀打开，气体被引入气缸。压缩机完成一个理论循环所消耗的功即为图中BCDAB所代表的面积。12中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd吸气压缩排气膨胀二、HYDROCOM系统工作原理

6）运行原理HYDROCOM气量控制基于逆流调控原理。在气体压缩过程中，进气阀在执行机构的作用下仍被强制地保持开启状态（C-Cr），部分吸入气缸的气体通过被顶开的入口阀回流到入口管线而不被压缩；当活塞运动到特定的位置（Cr）时，执行机构作用于入口阀阀片的外力消失，进气阀阀片回到阀座上而关闭，气缸内剩余的气体被压缩（Cr-Dr），气体被压缩到额定排气压力后从排气阀排出。实现压缩机消耗的功与实际的容积流量成正比。在50%负荷时节能。13中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd二、HYDROCOM系统工作原理

贺尔碧格HYDROCOM系统这一技术从根本上改变传统进气阀靠阀片两侧压差控制气阀的启闭的状态，而使之成为时时受液压装置控制的受控阀.它的主要工作原理是计算机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的电子模块，通过液压执行机构来实时控制进气阀的开启与关闭时间，实现压缩机排气量0～100%全行程范围无级调节。通过进气阀的延迟关闭，使多余的气体未经压缩而重新返回到进气总管，压缩循环只压缩了需要压缩的气量。在Hydrocom系统的控制下，压缩机的进气阀不再是依靠压差差工作的自动阀，而是一个由外置动力驱动的强制阀。当由于某种原因导致Hydrocom系统无法正常工作，Hydrocom专用气阀仍能象普通气阀一样正常工作，保证装置的安全生产。14中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd三、HYDROCOM系统组成

15中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd三、HYDROCOM系统组成

液压执行机构HA（hydraulicactuator）：是一组通过卸荷器对进气阀产生作用的部件总和，由阀室、密封室、电气室三部分组成。对进气阀强制打开，令一定量的气体回流到进气腔。液压油站HU（HydraulicUnit）：液压油站HU提供高压液压油向执行机构HA提供机械动力。可选的快速转换接口模块(Fast-TIM)：和软件能用于更进一步的压缩机状态监控。上死点传感器TDC：TDC传感器传递活塞在气缸中的即时位置。中间接口模块CIU（CompressorInterfaceUnit）：提供HydroCOM系统内部和用户DCS控制系统的信号交换处理功能。主要实现：1）将控制器输出的4-20mA标准电流信号转化成作用于各级进气阀的启与闭的时间信号。2）将液压执行机构HA反馈的阀腔温度、系统投用、系统报警等信号传输到DCS上。16中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd三、HYDROCOM系统组成

液压执行机构HA①电气室在电气室内部有一个微处理器，可快速而精确地控制执行机构的动作。在安装执行机构时，电气部分只需连接电源线和通信电缆即可。②阀室阀室是HydroCOM执行机构的核心部分。在需要时，高压油推动活塞使得进气阀卸荷器往下运动。阀室内的电磁阀（类似于内燃机的喷射装置）响应速度极快，使HydroCOM系统具有极高的动态特性。17中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd三、HYDROCOM系统组成

液压执行机构HA③密封室密封室直接与进气阀的阀室外盖相接触，它将执行机构中阀室的液压油和压缩机的气体隔离开来。位于密封室内的温度传感器可连续测得进气阀阀室外盖处的实际温度，可用于监测进气阀的运行状态。④HydroCOM卸荷器HydroCOM卸荷器的运动是由阀室内的液压油控制的。⑤进气阀使用非金属阀片的贺尔碧格网状或环状进气阀，确保可靠的使用寿命和最好的效率。18中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd四、EVA装置PK-1201控制方案

Hydrocom安装在压缩机的第4级。与旁路结合，压缩机排量可以从0%调节至100%。19中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd四、EVA装置PK-1201控制方案

增压机（PIC-12024）第1级增压机旁路：增压机排量100%-50%。增压机吸入压力PT-12011通过100%-50%增压机排量之间的第1级旁路调节增压压缩机排量。如果吸入压力不断降低，第1级增压机循环阀PV-12102会连续打开至100%，使增压机排量降低至50%。20中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd四、EVA装置PK-1201控制方案

增压机（PIC-12024）第3-第1级增压机整体旁路：增压机排量50%-0%。增压机吸入压力PT-12011用于调节增压机排量，因此，控制器（PIC-12024）将会打开第1级循环阀PV-12002，同时总循环阀PV-12024将会从0%连续打开至100%，将增压机排量降低至0%。如果两个阀门（PV-12002和PV-12024）都完全打开，压缩机将会以全循环方式运行，直至吸入压力重新上升。21中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd四、EVA装置PK-1201控制方案

22中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd四、EVA装置PK-1201控制方案

23中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd四、EVA装置PK-1201控制方案

24中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd五、系统维护

控制室的日常巡检：（1）阀室外盖的温度检查阀室外盖室的温度，并对比压缩机的进气温度、其他阀室外盖的温度，如果发现某一个的温升很大，表明此进气阀的气体回流量多，可能有泄漏。（2）压缩机的气量控制压缩机各级的控制信号（负荷值）都具有对应关系，负荷变化时，各级的负荷都相应发生变化。检查时要注意各级的级间压力、负荷。出现重大偏移，则此级的工作不正常。（3）检查液压油站温度、液位、压力液压油站的温度、压力、液位都应该在设定值以内。（4）检查CIU检查CIU中有无报警、报错信号发生。有报警信号需仔细检查错误代码，对照错误代码表找出原因。25中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd五、系统维护

26中科（广东）炼化有限公司ZhongKe(Guangdong)Refinery&PetrochemicalCo.,Ltd错误代码错误原因LED和输出错误复位状态X..无配置错误（ER）CIU装载了配置X01RS485总线缺陷（SIM和执行机构之间数据线错误、总线冲突、短路）错误（ER）CIU和现场装置之间正确的数据传递X02型号不匹配错误（ER）CIU有正确的装置配置和电源开断/接通X03传递错误RS485总线（检查和数错误）错误（ER）CIU和执行机构之间正确的数据传递X04无效参数或CIU没有配置错误（ER）CIU的新配置X05低压15V或R