渣油加氢装置循环氢压缩机排气压力波动问题分析

渣油加氢装置循环氢压缩机排气压力波动问题分析

吕春龙

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司  河南   洛阳  471012  

摘要：通过对渣油加氢装置循环氢压缩机C101排气压力波动现象进行分析，总结出C101排气压力波动的根本原因，并进行整改，整改完成后C101机组排气压力再未出现过波动，为循环氢压缩机（C101）机组长周期运行做好保障。

关键词：渣油加氢装置；循环氢压缩机；空冷风机系统；原因分析；解决措施

1前言

260万吨/年渣油加氢装置是洛阳分公司炼油结构调整项目的核心装置之一，为目前国内最大的单系列固定床渣油加氢装置，以减压蜡油、减压渣油、焦化蜡油以及脱沥青油为原料，经过催化加氢反应，脱除硫、氮、金属等杂质，降低残碳含量，为催化裂化装置提供原料，同时生产部分柴油，并副产少量石脑油和干气。随着汽油、柴油新标准的实施，渣油加氢装置安全平稳长周期运行成为重中之重，而作为装置“心脏”的循环氢压缩机组的平稳运行，将是装置运行操作的关键所在。

2 简介

渣油加氢装置循环氢压缩机组（C101）：压缩机选用离心式压缩机（型号：BCL406/B），压缩机与汽轮机采用膜片式联轴器进行联接，驱动机为中压蒸汽凝气式汽轮机（型号：NK32/36/16）驱动。凝汽系统为直接空冷式冷凝，主要包括旁路蒸汽减温减压器、大气泄放阀、集液箱、热井、蒸汽疏水箱、凝结水泵、两级抽气器、空冷器等设备。因此，循环氢压缩机组C101的排气压力控制是机组平稳运行的关键所在。

3 循环氢压缩机C101排气压力波动过程

2021年1月18日19：47，渣油加氢装置循环氢压缩机凝汽系统三台空冷风机C101-ACA/B/C变频调节发生波动，同时C101排气压力发生波动，具体情况如下：

（1）19:47，三台空冷风机变频器均由25%逐渐开大；

（2）19:47，排气压力PIC-7403由18.712Kpa逐渐降低，最低值降低至8.24Kpa；

（3）19:49，集液罐液位LT-7303由55%逐步上升；

（4）19:51，三台空冷风机变频器均升到最高值70%；

（5）19:53，三台空冷风机变频器均由70%开始下降，变频器数值每2分钟降低5%；

（6）19:55，集液罐液位LT-7303升至最高值95%后开始下降；

（7）20:07，排气压力PIC-7403逐步回升，恢复至17.86Kpa后趋于平稳；

（8）20:11，三台空冷风机变频器数值均降至20%，恢复正常；

（9）20:11，集液罐液位LT-7303波动呈规律性并趋于平稳；21:09，集液罐液位基本恢复正常。

（10）21:24，集液罐及热井液位波动并升高，现场凝结水泵切泵后液位逐步恢复正常。清理泵入口过滤器发现有杂质存在。

图1风机变频器及排气压力趋势图

图2集液罐液位趋势

4 循环氢压缩机C101排气压力波动原因分析

渣油加氢装置循环氢压缩机C101排气压力和空冷风机变频器数值逻辑关系如下：

4.1 正常情况下

排气压力与压力设定值进行比较，如果排气压力大于设定值的10%，即：设定值为17KPa，则当排气压力大于17*(1+10%)=18.7KPa)时，风机将增加5%的输出保持2分钟，2分钟后若排气压力仍大于18.7KPa，风机继续增加5%的输出保持2分钟，依次进行循环判断；当排气压力低于18.7KPa后，风机输出不再增加。

此后当排气压力低于排气压力设定值的10%，即：设定值为17KPa，则当排气压力低于17*(1-10%)=15.3KPa)时，风机将减小5%的输出保持2分钟，2分钟后若排气压力仍低于15.3KPa，风机继续减小5%的输出保持2分钟，依次进行循环判断，但风机最低只能输出20%；当排气压力大于15.3KPa后，风机输出不再减小。

图3  空冷风机仪表逻辑图

4.2 1月18日晚上情况

（1）通过排查仪表联锁逻辑时发现：空冷变频PID输出值19：47：05s由25%开始开大；19：47：19s开到80%；19：49：02s，输出值每2分钟关闭5%；20：11：15s降至正常值20%。

图4  风机变频器PID输出值趋势

（2）排气压力一直在18.712KPa与18.437KPa间小幅波动，根据程序内的逻辑：当排气压力一直在高于18.7KPa和低于18.45KPa间波动时，RS触发器就会不停触发1秒的脉冲信号，该脉冲信号不停将风机输出增加；

最后，排气压力稳定在18.651KPa时，风机输出不再增加并保持在70%的输出2分钟，2分钟后排气压力降至15.3KPa以下，风机开始不断减小输出(每次5%保持两分钟)，直至降至20%，随后恢复正常。

图5排气压力趋势图

5 同类系统参考比较

2#重整装置氢气增压机C202空冷风机变频、集液罐液位、排气压力、热井液位、水泵出口调节阀阀位等对比趋势，也发生过此类情况。

图62#重整C202参数对比图

6 问题整改措施

6.1 制定循环氢压缩机

空冷系统操作手册

（1）当风机处于自动控制状态时，手动输入SP值，OP值变频输出；排气压力与压力设定值进行比较，如果排气压力大于设定值0.75Kpa(即：设定值为15KPa，则当排气压力大于15.75Kpa或小于14.25Kpa)时，风机将增加或减少5%的输出计时2分钟，2分钟后若排气压力仍大于15.75Kpa或小于14.25Kpa，风机继续增加或减少5%的输出计时2分钟，依次进行循环判断，2分钟内显示回到设定范围（14.5＜X＜15.5），则计时停止，输出保持并复位；

（2）风机处于自动控制状态时，任一风机的控制模式为手动时，其它风机随手动风机的给定值进行跟随，手动变频输出，调节缓慢；

（3）多台风机处于手动时，手动风机为手动输入给定值进行输出，其它自动控制状态下的风机给定值为多台风机手动给定值的平均值进行输出；

（4）当风机为手动状态，投自动控制时，不启动的风机需处于联锁状态，不得复位，如复位责需将风机启动，可再手动停止。

6.2 修改空冷逻辑内部值

空冷器内部逻辑值有一个控制压力变化频率的值，数值为0.05，在0.05范围内波动时，根据程序内的逻辑：当排气压力一直在高于XKPa和低于X-0.05KPa间波动时，RS触发器就会不停触发1秒的脉冲信号，该脉冲信号不停将风机输出增加；为此，将该值修改为0.25，增加压力波动范围，在一个较大范围内波动概率小于小范围波动的概率。

7 结语

综上所述，通过对渣油加氢装置循环氢压缩机C101排气压力波动现象进行分析，总结出C101排气压力波动的根本原因，并制定对应整改措施，整改完成后C101机组排气压力再未出现过波动，很好的保障了渣油加氢装置循环氢压缩机C101的长周期运行。

参考文献

[1] 中国石化股份有限公司洛阳分公司260万吨/年渣油加氢装置工艺技术规程，GLYSH-A020303-43-005-2020-1-N3600.

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