石化装置中离心式压缩机的负荷调节

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本文对离心压缩机的工作特性以及离心压缩的负荷调节机理进行分析，并结合实际应用阐述了负荷调节的控制方法

石化装置中离心式压缩机的负荷调节口王领航

概

述

在石油化工企业的各类生产装置中，在加压或输送气体的场合，常会使用离心式压缩机。常而石油化工催化装置中的富气压缩机和加氢装置中的循环氢压缩机是采用离心压缩机的典型应用。

离心压缩机的调节就是改变压缩机的运行工况，以适应工艺装置操作工况变化的要求，在控制方案上负荷调节通常采用的调节手段有：口节流调节、转速调节进变等。Ⅱ S‘s峙Ⅱ 图 1

离心压缩机的负荷调节在实际装置生产运行中，离心压缩机是与装置管网联合工作的，装置运行工况亦经常有变化，为适应装置管

网特性的变化，保证装置对气体压力或流量特定参数的要求，就需要改变压缩机的工况，使其在新的工况点工作。按照装置工艺工况的不同要求，缩机的工况调节可压

分为等压力调节 (即改变流量，保持压力稳定)和等流量调节 (即改变压力，保持流量稳定 )。要实现上述调节任

珏 s瞻。

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图2——

务，离心机可采用多种调节手段，下面介绍两种主要的调节方法。

等压力调节

图l为离心压缩机进口节流等压力调节特性曲线。 图中曲线 l为压缩机进口阀全开时的性能曲线，曲线 4网管

进口节流调节

正常工作时的管网特性曲线。工况点为 s s s。 (、p ) Q当管网阻力增加，管网特性曲线移到曲线 5的位置时，工况点为 s,其”工况参数为： s、 P”且 P” P, Q” s, s> s

离心压缩机进口节流调节，是调节压缩机进口管路中的入口阀开度来改变压缩机运行工况，以适应工艺过

程对流量或压力的特定要求。

Q” Q。 s< s为达到工艺过程对压力稳定不变的要求，关小

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石化装置中离心式压缩机的负荷调节

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入口阀开度，变压缩机进口的状态参数。改当入口阀关小

数为Q’ s,P’ P, s s、P’ s= s Q’< Q, s达到等压力调节目的。

到某一开度时，缩机的性能曲线变为曲线 2压的位置，与管网

特性曲线 5交于S’点，该工况点的工况参数为 Q’ s、P’ P’ P, s< Q, s, S= S Q’ s压缩机在 S点稳定运行，’ 达到等压力调节目的。——

图4为变转速等流量调节特性曲线，图中曲线 1为压

缩机在转速 n时的性能曲线，工况点为 s s P ) 1 (、 s。当管 Q网阻力增加，工作点移到s位置，”工况参数为： s、P” Q” s,且 P” P, s< Q。达到工艺过程对流量稳定不变 s> s Q” s为的要求，高压缩机的转速到 n,时压缩机的性能曲线升 2此变为曲线 2压缩机在 S点稳定运行，工况点的工况参，’该

等流量调节

图2为离心压缩机进口节流等流量调节特性曲线。图中曲线 1为压缩机进口阀全开时的性能曲线，曲线 4网管 正常工作时的管网特性曲线。工况点为 s s s。 (、P ) Q 当管网阻力减少，管网特性曲线移到曲线 5的位置

数为Q’ P’ s> P, s s、 s,P’ Q’= Q, s达到等流量调节目的。

时，其工况点为s,”工况参数为： s、P”且P” P, Q” s, s< sQ” Q。为达到工艺过程对流量稳定不变的要求，关小 s> s入口阀开度，变压缩机进口的状态参数。改当入口阀关小

常用调节方法的比较和实际生产工艺中的应用通过前面工况调节方法的分析，可以看出变转速调

到某一开度时，压缩机的性能曲线变为曲线 2的位置，与管网特性曲线 5交于 s点，该工况点的工况参数为 Q’’ S、P’ P’ P,Q’= Q,压缩机在 S s, s< s s s’点稳定运行， 达到等流量调节目的。 变转速调节

节的调节范围大，经济性好；而进口节流调节方法简单，有一定调节范围、经济性较好。 在我们通常所做的炼油装置设计中，对于变转速离心机一般采用转速调节控制压缩机的负荷，对于固定转速离心机一般采用入口阀开度调节控制压缩机的负荷。

对于变转速离心压缩机，在不同的转速下有不同的机械性能曲线，过改变压缩机的转速，通既可以实现等压力调节 (口力不变，流量改变 )出压，也可以实现等流量调节 (量不变，出口压力变化 )流。变转速调节只是通过转速改速改变使压缩机达到新的

运行工况，不会引起其它调节方法所带来的附加损失。

而出口节流调节因经济性差，通常不被采用。在选定压缩机工况调节手段后，具体是采用等流量还是等压力调节

需根据工艺过程的要求，统筹考虑整套装置的控制方案进行确定。

以加氢装置中循环氢压缩机为例，该机组通常采用变转速离心式压缩机，由于工艺过程要求压缩机出口压力稳定，而流量可以在不使机组发生喘振的情况下适

P’ sP S

当调节，故采用的是等压力P。 sP S

调节方案。以压缩机出口 压力控制离心机的转速，使压缩机运行在不同转速 (小于超速保护值 )应性能曲线对

O S图3

O S

口 J

0‘口 5 S图4

口 J

的等压特性线上。 如催化装置中的离心

图3为变转速等压力调节特性l,曲线图中曲线 1为压缩机在转速 n时的性能曲线，况点为 s s s。当管 l工 (、P ) Q网阻力增加，作点移 Ns位置，工”工况参数为： s、P” Q” s, 且 P” P, s< Q。 s> s Q” s为达到工艺过程对压力稳定不变的要求，降低压缩机的转速 N n,时压缩机的性能曲线 2此变为曲线 2压缩机在 s点稳定运行，,’该工况点的工况参

主风机，机组通常采用固定转速离心式压缩机，该由于工艺过程要求主风机向装置的供风量保持稳定，故采用主风机出口至装置的总流量控制风机入口调节阀开度，以达到改变压缩机性能曲线，使压缩机运行在不同入口阀开度对应性能曲线的等流量特性线上。

(作者单位：中国石化洛阳石油化工工程公司)四

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