2018-03-12 15:37:39
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K111A天然气压缩机无极气量调节系统改造

完成单位:成都艾尔普气体产品有限公司

登记编号:ZSCX-2021-SH-G-2-19      登记年份:2021      登记日期:2021-04-25

项目概况

(一)成果简介: 

       艾尔普制氢装置自开工以来,装置负荷基本维持在60-70%。原料为2.8Mpa的天然气加压至4.2Mpa去往加热炉区反应。原始配备的压缩机3台大型往复压缩机,不具备气量调节功能,当装置负荷60-70%时,装置面临着1台压缩机量不够,2台压缩机同时运行回流量大的局面。另一方面,当装置负荷80-90%时,压缩机因回流调节功能不敏感,只能开3台压缩机,从而导致现场无备用压缩机的尴尬局面。本次主要通过计算压缩机回流量,考察并使用国内使用新技术,新增一套国产的HRCS无极气量调节系统,应对60-70%负荷回流量大,90%负荷无备机的局面。该系统大量节约压缩机组耗电量,也进一步响应国家节能降耗,企业挖潜增效的倡议。 

(二)主要创新点: 

       1.无极气量调节系统可以实现压缩机排气量0~100%范围内的气量无级调节。 

       2.压缩机轴功率随着排气量的降低成比例减小,节能效果显著。最多节约电能为轴功率的30%。 

       3.无极气量调节系统能够实现零负荷起机、逐步加载/减载、切机及停机等功能。 

       4.当无极气量调节系统出现故障时,发出故障信号至DCS,此时DCS依据故障信号切除HRCS调节系统,在必要时也可以手动切除,系统切除后压缩机可以在原控制系统下运行,即100%负荷下运行。检修完毕后可以不停机自动投入HRCS系统,减少停开机时间程序。 

       5.系统可根据排气压力对压缩机进行控制,系统自动跟踪并稳定或自动调节负荷。使得设备始终处于最节能的状态。 

       6.如果在用压缩机出现故障停机,系统LEAD LEG模块可迅速开大压缩机负荷,达到减少下游流量脉冲波动。 

(三)主要难点: 

       1.压缩机改造的计算量较大,系统能否满足预期的节能量,跟压缩机反向角、轴功率、电机性能有较大的相关性,需进行进一步计算和模拟。 

       2.气量调节配套安装难度大,安装过程需配备新电缆、仪表信号线、配电箱、控制柜等,特别是装置运行过程中,风险较大。 

       3.DCS组态难度大,在线下装风险高。 

(四)效益情况 

       K111A天然气压缩机HRCS无极气量调节系统于2019年5月立项,2019年9月到货,2020年4月完成组态及调试,随后交付生产投用。目前运行至今,机组运行状态平稳,节能效果明显。 

       设备参数:电机额定电流:60A;功率因数:0.65,额定功率:300KW;电压:6000V,不同负荷下节能情况。 

       目前该设备长期目前运行在30-50%以下,能够节约电能92万度/年以上,节约电费46万元/年,节能效果显著。 

       不同负荷下节能情况一览表 压缩机负荷 100%负荷 无极气量调节系统下30% 无极气量调节系统下50% 无极气量调节系统下80% 电流(A) 60 43 50 53 年运行时间(H) 8000 8000 8000 8000 年耗电量 244.8万度 175.4万度 204万度 216万度 年节约能源 按8000小时 0度 92万度 54万度 38万度 年节约电费 0 46万元 27万元 19万元 同时,原工艺系统在较为低的天然气进气压力情况下,需开3台压缩机共同增压,现在运行以来,削减了3台压缩机同时开的时间,节约了压缩机的备件损耗成本10万元/年。(该项目投入运行后,3台压缩机同时开的次数为0次) 综上:该项目年节约成本56万元(节约电费+备件损耗)