蜡油催化富气压缩机组是蜡油催化装置的核心设备，其作用是将装置分馏塔顶的油气冷却后送进入容201进行气液分离，分离后的裂化气体经过离心压缩机压缩后再送至吸收稳定系统，所以，该机是连接反应系统与吸收稳定系统的桥梁。压缩机是1976年日本石川岛播磨重工业公司的产品，驱动机为蒸汽透平机组，采用齿式联轴器连接，其技术参数见表1。
表1裂化气透平压缩机组技术参数
| 名称
| 离心式压缩机
| 名称
| 蒸汽透平
|
| 型号
| RZ135-7/3+4
| 型号
| AMC05M
|
| 结构形式
| 二段七级压缩
| 结构形式
| 水平剖分多级凝汽式
|
| 处理量（标准状态)/m3·min-1
| 250
| 蒸汽量/t·h-1
| l3.27
|
| 转速/r·min-1
| 正常11765/最大12130
| 蒸汽压力/MPa
| 1.O
|
| 入口压力/MPa
| 0.16
| 蒸汽温度/℃
| 25O
|
| 出口压力/MPa
| 1.6
| 转速/r·min-1
| 正常11765/最大12130
|
| 入口温度/℃
| 40
| 调速器
| 伍尔瓦特2301电动调速
|
| 出口温度/℃
| ll3.5
| 调速范围，%
| 30-lO3
|
| 功率/kW
| 1845
| 功率/kW
| 2050
|
| 叶轮数量
| 7
| 叶轮数量
| 5 |
一、问题的提出
蜡油催化装置于1983年开工，至1998年已累计运行16年。原系统伍尔瓦特2301电动调速器、油动机及原自控部分经过长时间运行、严重磨损老化，故障率高。在装置运行过程中气压机转速波动范围为200~500r/min，经常不得不用卡具固定蒸汽
调节阀，对电动液压阀调速系统进行调校。1996年7月，该机透平转速失控造成超速，致使压缩机转子一级叶轮、二级叶轮撕裂，转子及一段隔板损坏，抢修达20天，富气送入火炬。当时，液化气供应紧张，造成了很大的社会压力及经济损失。针对透平压缩机调速系统出现的问题，通过技术咨询和调研，最后制定了两种解决方案：
方案一：进口一套油动机及调速系统。由于该透平调速系统为1976年出厂的产品，现已不再生产，这样与外方在设计结构上存在衔接问题，难度较大且生产周期为12个月。
方案二：采用电液调节
执行机构。该机构在炼油厂催化装置滑阀及主风机静叶角度调节上已进行了广泛且成功的应用，但在大型透平压缩机调速系统上应用，在国内尚属首次。此方案实施工期短、风险大。经过相关单位多次论证，决定采用方案二。
改造前调速控制部分流程见图1。
图1 改造前调速控制部分流程
二、实施的方案和工作原理
1、实施方案
（1）富气压缩机动力调节机构采用DYK-S型电液控制机构。该机构接受主控室调速器来的4~20mA主令输入信号，通过伺服放大器、电液射流管伺服阀、高精度位移传感器组成的电液阀位控制系统，使伺服油罐活塞杆按主令信号位移，经配套设备将直线位移转换为角位移，输入信号和控制设备的角位移呈线性关系。具有位移控制及调节控制精度高、推力大、定位准确、响应快、寿命长等特点。同时，该系统液压部分配置，采用了主辅油泵、主伺服通道及备用伺服通道，确保该
电液执行机构在运行中安全可靠，并对液压缸与现透平连接部分进行了机械设计，增加了手动切换调节机构，增设了三个调整测量探头，在改造过程中将三机房操作移至蜡油催化主控室进行，实现了集中控制。
（2）透平压缩机各工艺及机械参数移至主操作室显示。
（3）将原控制油管线、油动机拆除，保留原危急保安器及联锁
电磁阀，以实现联锁停机功能。
（4）调速器采用TS-3000调速系统软件。
（5）在转速调节上，按透平压缩机开工升速曲线实现了自动升速。在调节转速范围内实现了与反应器压力串级调节。
改造后的调速系统流程见图2。
图2 改造后调速系统流程
2、工作原理及技术参数表图
电液自动执行机构工作原理：该机构由电气控制系统、电液射流管阀、伺服油缸、油源和位移传感器作为反馈元件，组成电液位置伺服控制系统。其电液控制调速原理如图3所示。
图3 电液控制调速原理
电气控制系统输入端，接受4~20mA主令输入信号，经规格化处理转换成0~10V的电压信号；同时，接受位移传感器现场测得的实际阀位信号，经规格化处理转换成0~10V的电压信号，二者在伺服放大器中比较获得差值，经电压放大、功率放大后，驱动电液射流管阀，控制油缸的运动方向，从而带动透平人口蒸汽调节阀位移，调节蒸汽流量、控制气压机转速，直到输入的主令信号和位移传感器输出的反馈信号的偏差值为零，此时伺服阀的控制电流也接近于零，伺服阀的阀芯处于中位，无液压油输出，使油缸中活塞停留在与输入主令信号相对应的位置上，从而达到电液位置自动控制的目的，使透平压缩机转速实现自动调节。技术参数见表2。
表2 技术参数
| 项目
| 参数
| 项目
| 参数
|
| 伺服油缸行程/mm
| 7O
| 分辨率
| 1/600
|
| 系统工作油/MPa
| 9
| 输入信号/mA
| 4～20
|
| 正常运行推力/N
| 22000
| 备用泵启动值/MPa
| < 5.5
|
| 最大推力/N
| 30000
| 压器压力低报/MPa
| < 6.0
|
| 全行程运行时间/s
| < 1.0
| 工作油温/℃
| 20～40
|
| 位置控制精度
| 1/200
| 过滤精度/μm
| 5
|
| 工作液压油
| 2O号
| 油温报警/℃
| > 60 |
三
、实施效果
蜡油催化富气压缩机调速系统，自1998年7月25日改造完成运行至今，调速液压控制系统运行平稳、调节灵敏，无故障发生。转速正常波动小于20r/min
[2]，转速调节实现了与反应器压力串级调节，保证了装置的安全稳定运行。采用的TS-3000控制系统软件，实现了透平压缩机的远程控制。在开、停机操作中，低速暖机自动按升速曲线升速，做到了自动停机、紧急停机可在操作室实现。透平压缩机各运行参数及控制通过计算机软件实现，达到了改造的目的，开创了电液控制执行机构在大型透平压缩机调速系统上应用的先河。通过与原调速系统相比，具有以下优点：
（1）调速控制精度高，转速波动小；
（2）取掉了调速油与透平压缩机大油箱的联系，解决了因压缩机大油箱油密封、油污染和过滤精度低造成的调速油缸卡闭现象；
（3）运行稳定（压力高9MPa），调节灵敏，无故障发生。
石油石化装置70年代末大量进口的国外透平压缩机大部分已运行20多年。通过改造可以保证透平压缩机调速系统安全可靠运行。在全国石油石化装置上有推广价值。
四、项目创新
将电液控制执行机构用于石油化工行业大型透平压缩机转速控制的主透平蒸汽调节系统在国内属于首创，具有控制精度高、响应快、转速波动范围小等特点，完全可以替代国外同类调节阀产品。保证了大型透平机械对转速控制精度高的要求，为炼油装置优化操作提供了良好的条件。
参考文献 [1]王志清．离心式压缩机的调节与保护[M]．北京:机械工业出版社,1983.95~115
[2][美]威廉．迪莫普朗等著．压缩机指南[M]．北京:烃加工出版社,1988.118~141
