HydroCOM气量无级调节系统在往复式压缩机使用效果探讨
【摘 要】文章介绍了hydrocom气量无级调节系统的工作原理，及hydrocom系统的优点。针对往复式压缩机使用该系统是十分有必要的。
【关键词】hydrocom系统；气量无级调节；压缩机 加氢裂化装置压缩机由沈阳气体压缩机有限公司生产，型号4m50-26/20-195-bx，设计流量27000nm3/hr，轴功率2900kw。装置中相同规格的压缩机有3台，因为每台仅可满足70%的生产需要，所以通常情况下开二备一，但即使是在满负荷生产状态，仍有相当于一台压缩机设计排量60%左右的压缩气体需返回。该机组原采用“三返一”的回流控制方式，即将富余的压缩终了气体通过旁通管路返回到压缩机入口，这无疑造成了能源的巨大浪费。此外，由于机组没有逐级返回控制，机组无法实现逐步缓慢增负荷，不能避免开机时快速升压造成的对机组及系统的冲击，严重影响了压缩机和系统流程的稳定。 1.hydrocom的工作原理
hydrocom是英文“hydraulically actuated computerized compressor control system”的缩写，是贺尔碧格公司专门为往复式压缩机开发的液压式气量无级调节系统。hydrocom系统的基本原理可通过p-v图清晰解释（图1）。使用hydrocom气量调节系统，在满负荷运行工况下，压缩过程沿cd曲线进行；在部分负荷运行工况下，气缸进气终了时，进气阀阀片将在执行机构作用下仍被卸
荷器强制地保持在开启状态，压缩过程先从位置c到达位置cr，此时原吸入气缸的部分气体经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时（对应所要求的气量），执行机构作用在进气阀片上的强制外力消失，进气阀关闭，气缸内剩余的气体开始被压缩，压缩过程再从位置cr到达位置dr。采用这种调节方法，空压机的指示功消耗与实际容积流量成正比。如图1所示，当空压机的负荷为50%时，空压机所消耗的能量只有满负荷时的一半左右，这就是hydrocom系统“回流省功”的原理。 hydrocom的液压控制系统采用时间控制方案，通过记录曲轴的相位角来确定进气阀的关闭时刻，实现气量控制。它的中心部件是一个安装在吸气阀上的高精度、高灵敏度的电磁阀，在空压机吸气终了时，电磁阀使吸气阀仍保持开启状态，活塞反向运动时，通过控制不同的曲轴相位角来控制吸气阀关闭的时间，实现空压机排气量0～100%全行程范围的无级调节。先进控制理论和机电技术的结合，使hydrocom系统在最大限度节省能源的同时，还拥有极高的控制动态特性，通过执行机构的动作，压缩机的负载可以在三个曲轴回转中从0加载到100%。 2.系统组成
它的主要组成部件包括：
液压执行机构ha：置于进气阀阀室外盖上方，通过液压驱动控制进气阀的开启与关闭，从而控制压缩气量的多少；
中间接口单元ciu：是用户dcs/plc系统和hydrocom系统之间
的信号接口部件；
液压油站hu：为液压执行机构ha提供液压动力； 上死点传感器tdc：测量活塞在气缸中的即时位置； 隔离放大器ia：将tdc信号从现场危险区输送到中控室安全区域；
传感器接口模块fast-tim（可选）：实现现场的分散数据采集和总线传输；
外部电源eps：为执行机构ha和传感器接口模块fast-tim提供48v电源；
压缩机的状态监测软件包ccm（可选）：在线监测空压机气阀、环与填料等状况；
hydrocom服务软件hss：实现系统参数设置、出错分析等服务。 3.hydrocom系统的优点
通常，压缩机的使用者总是根据装置或系统所需的最大容积流量来选择空压机，然而，空压机的实际工况却是随工艺流程或耗气空压机设备的需要而变化的，因此，几乎所有的空压机均需配备气量调节控制系统。
目前，尽管压缩机气量调节方式有很多，但绝大部分不仅浪费能源而且控制速度和精度也不尽人意。例如，普遍采用的旁通调节方式经济性差，造成能源的巨大浪费；转速调节在低转速时影响压缩机的正常运行，而且大功率电动机变频器的价格十分昂贵；可变余隙腔调节响应速度慢，且通常需要较多的人工干涉，可靠性较差；
而全行程压开进气阀的压叉或柱塞式卸荷机构又只能实现粗略的有级调节。所以，长期以来，国内外很多科研人员都把精力放在了可能实现气量连续、快捷、精确调节的部分行程压开进气阀方法的研究上。贺尔碧格公司开发的hydrocom气量无级调节系统便是这一方法的杰出代表，它通过仅仅压缩所需要的气量，最大限度地节约能源，通过智能化的液压调节机构，快速、精确地控制压力和流量，实现气量理论上0～100%的连续调节（实际因压缩机而异，一般在10%～100%范围内）。hydrocom系统为广泛存在的压缩机气量调节和控制问题提供了一种完美的解决方案。 4.结束语
hydrocom系统投用后，不仅解决了原机组操作上存在的问题，而且节能效果特别显著。机组启用后可以缓慢升压，避免了对机组过大的冲击，而且压力调节简便，最终出口压力的波动小于0.1mpa。由于生产需要，装备hydrocom系统的k101a压缩机一般运行在50%负荷左右，该机每年节电600万度以上。
