李大鹏，徐委华，刘晓刚

（克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003）

0 引言

压缩机一般不会满负荷运行，为了维持压缩比，在进出口之间有返回线。这样不但造成能量浪费，返回线阀门开度偏大还会引起进口超压，造成安全隐患。而且气阀和活塞环泄漏等也会造成级间压力异常。机组切换和开停机过程比较复杂，包括紧急切换或故障处理等问题，操作判断失误就会造成大机组超温超压。从节能和安全角度考虑，克拉玛依石化有限责任公司引入HydroCOM 自动负荷调控系统。

1 自动负荷调控系统原理

当实际流量小于额定时，往复压缩机为了维持入口压力，即维持压缩比（压缩比高会导致排气温度高，活塞杆、曲轴受力大等后果），从出口到入口必须有返回阀。使用自动负荷调控系统的压缩机（在吸气阀上安装由PLC 或DCS 控制，液压驱动的顶开吸气阀执行器），当压缩机实际流量小于额定时，压缩排气时吸气阀阀片被执行器的压叉顶开，此时吸气阀不会立即关闭，可以根据现有实际流量，延迟关闭一段时间（时间非常短），从而让部分气体从吸气阀返回入口，这样就不必开返回线阀。由于这部分气体没有被压缩，负荷调控系统实现节能和自动调整机组负荷。

2 HydroCOM 系统主要设施

（1）顶开吸气阀执行器。内有压叉、活塞、活塞杆、压力卸放缓冲装置、密封装置和导向装置等。

（2）液压油站装置。负责给顶开吸气阀执行器提供动力，液压油站有油泵和单向阀等，和一般稀油站区别不大，要求单向阀精度很高。

（3）信号取样装置。HydroCOM 取样系统包括有流量计、压力变送器和热电阻温度计等。一般取样信号是某级的进口压力，现场的压力变送器和热电阻温度计直接可以使用。现场设备精度可满足使用要求，需要定期检验仪表，保持取样信号精度。

（4）自动控制系统。可以采用DCS 和PLC 控制模式，国内很多公司采用DCS，效果很好。设置各级入口压力调节范围，DCS组态上有自动调节延迟关闭时间、延迟关闭时间趋势等，判断压缩机运行状态，监测液压油站的功能，以及安装在飞轮上的鉴相器，用来确认校对延迟关闭起始时间等。

3 机组优化运行方法

没有HydroCOM的往复机组主机和备用机之间的切换，不能实现负荷逐步加载，而是备用机突然由0 负荷立即加到50%，同时在用机也打到50%。然后再把备用机打100%负荷，同时在用机打0 负荷。这样加载很突然，没有足够时间观察压缩机是否处于正常状态，如电机、十字头、曲轴箱、缸体、活塞和气阀声音是否正常，无法观察电流，检查冷却水、注油系统、联锁系统、润滑系统、压缩比和吸排气温度是否正常等。一旦切换出现问题，再切回原在用机，必然导致操作混乱。而且切换过程中对返回阀门要求很高，原在用机打0 负荷时返回阀应关闭，防止出口高压窜回入口，尤其是出口单向阀关闭不严时危险更大，这样给操作带来很大难度。最大操作风险是来自出口到入口返回阀的控制，其他就是一些振动、泄漏，包括吸排气阀和活塞环内漏、填料泄漏和超温等常规问题。

3.1 第一种操作方法

假定由某往复机组主机A 切换到备用机B。直接空负荷启动B 机，此时进出口和返回线阀门全关，然后全开进出口，接着HydroCOM 系统直接投自动。此时A 机和B 机都在HydroCOM系统控制下，各占有一半负荷。然后缓慢关A 机进口阀，A 机各级进口压力有降低趋势。为维持A 机进口压力，HydroCOM 延迟关闭时间逐渐增加，相反B 机各级进口压力有增加趋势，B 机HydroCOM 延迟关闭时间逐渐减少。完全关闭A 机进口阀后，A机HydroCOM 压叉顶开吸气阀不关闭，A 机相当于空负荷。此时B 机完全切换到系统，直接停A 机，切换结束。这个方法优点是切换简单，缺点是B 机加载到一半负荷比较快，没有足够观察时间，不容易检查出机组运行故障，增加切换运行风险，对机组完好性要求高。

3.2 第二种操作方法

假定由某往复机组主机A 切换到备用机B。直接空负荷启动B 机，此时进出口和返回阀门全关。全开出口阀，然后HydroCOM 系统直接投自动，HydroCOM 系统直接投自动的同时立即缓慢打开进口阀。全开出口阀的目的是避免出口超压，缓慢打开进口阀的目的是能逐渐减少延迟关闭时间，有足够时间加载。注意此时HydroCOM的取样信号应取入口压力，避免入口压力降低。当入口完全打开后，A 机和B 机都在HydroCOM 系统控制下，各占有一半负荷。以后的切换方式和第一种一样。这种切换方法优点是整个切换过程平稳，有足够时间观察机组是否正常，缺点是HydroCOM 系统投自动的同时，如果此时没有同步打开机组进口阀，会造成机组入口压力短时间内小幅度波动。

以上两种方法优点是不用开返回阀，没有高压窜低压的隐患。

3.3 往复机组开机和停机

正常开机可以逐渐加载，通过全开出口阀，然后逐渐开入口阀，控制HydroCOM 系统直接投自动。停机则相反，是逐渐关闭入口阀，控制HydroCOM 系统直接投自动，直到压叉一直顶开吸气阀阀片，此时吸气阀保持不关闭，确认机组处于空负荷工作状态后，再关出口阀停机。

3.4 HydroCOM 系统的其他应用

往复压缩机吸排气阀活塞环、填料等泄漏，一般会出现下级缸压缩比大、排气温度高等问题；或者进气量不足时，本级进气压力低，引起压缩比增大和本级排气温度高等，造成有时被迫停机或切换。使用HydroCOM 系统，可以自动调节吸气量，保证压缩比正常。可以在DCS 上观察延迟关闭时间的趋势和不同，辅助判断级间内漏情况。主操在操作室即可判断调节压缩机的使用状态，自动化程度高。

4 HydroCOM 系统使用情况

HydroCOM 系统与DCS 相结合，要注意合理设定各级进口压力范围，反馈信号在算法上要优化，在调试过程中逐步改进，避免机组操作波动，HydroCOM 系统与DCS 要经过多次实践调整，才能发挥最佳效能。