CN104696192A - 防止压缩机喘振的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止压缩机喘振的方法，主要解决现有技术中防喘振回流流量无法稳定控制而导致联锁停车、乙烯装置能耗较高的问题。本发明通过采用一种防止压缩机喘振的方法，将压缩机出口的一部分物流通过防喘振回路管线回流至该段压缩机或其它低压端压缩机的入口，在防喘振回路管线上设有调节阀组，所述调节阀组包括调节阀Ⅰ和调节阀Ⅱ，调节阀Ⅰ与调节阀Ⅱ并联，且调节阀Ⅰ的物流通道口径大于调节阀Ⅱ的物流通道口径，调节阀Ⅰ与调节阀Ⅱ口径比为2～5：1的技术方案较好地解决了上述问题，可用于压缩机防喘振中。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止压缩机喘振的方法，尤其适用于蒸汽裂解制乙烯工艺中的裂解气压缩机的防喘振。
背景技术
石油烃类蒸汽热裂解制备乙烯过程中，裂解气压缩机等三大机组是乙烯装置的心脏，如果三大机组出现喘振等严重问题，则发生乙烯装置联锁停车事故，造成严重的经济损失。《乙烯装置技术与运行》(王松汉，中国石化出版社，2009年，771～782页)中描述了压缩机的自动控制方案，尤其是描述了压缩机防喘振的控制方案。主要内容是：为了避免喘振发生，可将压缩机出口部分物料回流至入口。回流量要适量，使之既防止喘振，又节省能量，这就是压缩机防喘振控制的核心技术。
专利授权公告号CN201810984U涉及一种裂解气压缩装置，描述了压缩机与冷却器以及连接管线和阀门组成的压缩装置可大幅度提高裂解气压缩量和工作效率；专利授权公告号CN202189265U涉及一种乙烯装置压缩机紧急停车的自动控制系统，实现紧急停车系统的软件完成，确保生产装置长周期平稳安全运行；专利申请公布号CN103423969A涉及一种优化乙烯装置压缩区及降低裂解炉出口压力的方法，是通过并联小型压缩机和减少内部循环量实现乙烯装置扩能增产或提高产品收率；专利申请公布号CN103511228A涉及一种裂解气压缩机注水系统，设置供水系统和5个注水点以降低压缩机出口温度，防止压缩机内结焦，保证长期安全稳定运行。
现有乙烯装置裂解气压缩机“三返一”防喘振控制回路和“五返四”防喘振控制回路采用各自一台调节阀的工艺流程，一台调节阀覆盖0～100％流量，根据调节阀的自身特性，实际运行过程中，一台调节阀无法稳定控制流量，尤其是无法稳定控制0～15％小流量，导致裂解气压缩机防喘振回流量过小而发生调节阀关闭的误操作，引起联锁停车现象，或者防喘振回流量过大而引起乙烯装置综合能耗高等问题。
本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中防喘振回流流量无法稳定控制而导致联锁停车、乙烯装置能耗较高的问题，提供一种新的防止压缩机喘振的方法。该装置用于压缩机的防喘振中，具有防喘振回流流量可以稳定控制、乙烯装置能耗较低的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种防止压缩机喘振的方法，将压缩机出口的一部分物流通过防喘振回路管线回流至该段压缩机或其它低压端压缩机的入口，在防喘振回路管线上设有调节阀组，所述调节阀组包括调节阀I和调节阀II，调节阀I与调节阀II并联，且调节阀I的物流通道口径大于调节阀II的物流通道口径，调节阀I与调节阀II口径比为2～5∶1。
上述技术方案中，优选地，所述压缩机为蒸汽裂解制乙烯工艺中的裂解气压缩机，压缩段数为5段。
上述技术方案中，优选地，所述防喘振控制回路包括“三返一”、“三返二”、“二返一”、“三返三”、“二返二”、“一返一”、“五返四”、“五返五”、“四返四”。
上述技术方案中，优选地，所述防喘振回流从无到有，从小到大时，首先打开调节阀II，然后再打开调节阀I；防喘振回流从大到小，从有到无时，首先关闭调节阀I，然后再关闭调节阀II。
上述技术方案中，优选地，所述调节阀II覆盖0～15％流量，调节阀I覆盖15～100％流量，使防喘振回流物料能够在0～100％流量范围内平稳控制。
本发明将压缩机的防喘振控制回路的调节阀改进为各自不同口径的二台并联调节阀组，小口径调节阀覆盖0～15％流量，大口径调节阀覆盖15～100％流量，使回流物料能够在0～100％流量范围内平稳控制。对于蒸汽裂解制乙烯装置中的裂解气压缩机，现有技术中因为防喘振回流量流量过小而造成平均1～3次/年调节阀关闭，使喘振边界线和喘振控制线合并引起设备振动的误操作导致联锁紧急停车，而且防喘振回流量过大，喘振边界线和喘振控制线间距太大导致能耗过高。采用该发明所述的方法后，整个乙烯装置1～5年正常运行周期内不会发生紧急停车的现象，乙烯装置能耗降低0.2～2.0％，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
在蒸汽裂解制乙烯装置中，裂解气压缩机为五段压缩，裂解气经急冷、油洗、水洗后首先进入乙烯装置裂解气压缩机一段增压，然后进入裂解气压缩机二段增压，再进入裂解气压缩机三段增压，三段出口的裂解气一路进入水洗/碱洗塔，另一路返回裂解气压缩机一段。裂解气经过水洗/碱洗塔后，再进入裂解气压缩机四段增压，最后进入裂解气压缩机五段增压，五段出口的裂解气一路送下游分离工段，另一路返回裂解气压缩机四段。这就是裂解气压缩机的“三返一”和“五返四”两路防喘振控制方案。
【实施例1】
本发明将裂解气压缩机“三返一”和“五返四”二路防喘振控制回路的调节阀改进为各自不同口径的二台并联调节阀，使回流物料能够在0～100％流量范围内平稳控制。乙烯装置采用顺序分离流程，其公称生产能力为80万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为310.787吨/小时，物料管线管径为58英寸；防喘振控制回路管线管径为32英寸，最大流量为93.236吨/小时，最小流量为9.324吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为30英寸，并联一台小口径调节阀管径为10英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为305.709吨/小时，物料管线管径为34英寸；防喘振控制回路管线管径为18英寸，最大流量为91.713吨/小时，最小流量为9.171吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为16英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为590.1千克标油/吨乙烯，下降1.02％以上。
【对比例1】
按照实施例1所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为30英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为16英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为596.2千克标油/吨乙烯。
【实施例2】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置公称生产能力仍为80万吨/年，但采用前脱乙烷分离流程。裂解气压缩机三段出口物料流量为313.491吨/小时，物料管线管径为60英寸；防喘振控制回路管线管径为34英寸，最大流量为94.047吨/小时，最小流量为9.405吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为30英寸，并联一台小口径调节阀管径为10英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为314.483吨/小时，物料管线管径为34英寸；防喘振控制回路管线管径为18英寸，最大流量为94.345吨/小时，最小流量为9.434吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为16英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为604.9千克标油/吨乙烯，下降0.88％以上。
【对比例2】
按照实施例2所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为30英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为16英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为610.3千克标油/吨乙烯。
【实施例3】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置公称生产能力仍为80万吨/年，但采用前脱丙烷分离流程。裂解气压缩机三段出口物料流量为303.639吨/小时，物料管线管径为58英寸；防喘振控制回路管线管径为32英寸，最大流量为91.092吨/小时，最小流量为9.109吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为30英寸，并联一台小口径调节阀管径为10英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为298.678吨/小时，物料管线管径为34英寸；防喘振控制回路管线管径为18英寸，最大流量为89.603吨/小时，最小流量为8.960吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为16英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为577.5千克标油/吨乙烯，下降1.97％以上。
【对比例3】
按照实施例3所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为30英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为16英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为589.1千克标油/吨乙烯。
【实施例4】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置仍采用顺序分离流程，只是公称改生产能力为11.5万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为44.676吨/小时，物料管线管径为22英寸；防喘振控制回路管线管径为12英寸，最大流量为13.403吨/小时，最小流量为1.340吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为10英寸，并联一台小口径调节阀管径为3英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为43.946吨/小时，物料管线管径为14英寸；防喘振控制回路管线管径为8英寸，最大流量为13.184吨/小时，最小流量为1.318吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为6英寸，并联一台小口径调节阀管径为2英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为624.5千克标油/吨乙烯，下降0.19％以上。
【对比例4】
按照实施例4所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为10英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为6英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为625.7千克标油/吨乙烯。
【实施例5】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置仍采用顺序分离流程，只是公称改生产能力为30万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为116.545吨/小时，物料管线管径为36英寸；防喘振控制回路管线管径为20英寸，最大流量为34.964吨/小时，最小流量为3.496吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为18英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为114.641吨/小时，物料管线管径为20英寸；防喘振控制回路管线管径为12英寸，最大流量为34.392吨/小时，最小流量为3.439吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为10英寸，并联一台小口径调节阀管径为3英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为617.4千克标油/吨乙烯，下降0.56％以上。
【对比例5】
按照实施例5所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为18英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为10英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为620.9千克标油/吨乙烯。
【实施例6】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置仍采用顺序分离流程，只是公称改生产能力为60万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为233.090吨/小时，物料管线管径为50英寸；防喘振控制回路管线管径为28英寸，最大流量为69.927吨/小时，最小流量为6.993吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为26英寸，并联一台小口径调节阀管径为8英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为229.282吨/小时，物料管线管径为30英寸；防喘振控制回路管线管径为16英寸，最大流量为68.785吨/小时，最小流量为6.878吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为14英寸，并联一台小口径调节阀管径为4英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为602.8千克标油/吨乙烯，下降0.78％以上。
【对比例6】
按照实施例6所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为26英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为14英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为607.5千克标油/吨乙烯。
【实施例7】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置仍采用顺序分离流程，只是公称改生产能力为70万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为271.938吨/小时，物料管线管径为54英寸；防喘振控制回路管线管径为30英寸，最大流量为81.582吨/小时，最小流量为8.158吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为28英寸，并联一台小口径调节阀管径为10英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为267.496吨/小时，物料管线管径为32英寸；防喘振控制回路管线管径为18英寸，最大流量为80.249吨/小时，最小流量为8.025吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为16英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为598.1千克标油/吨乙烯，下降0.79％以上。
【对比例7】
按照实施例7所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为28英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为16英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为602.9千克标油/吨乙烯。
【实施例8】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置仍采用顺序分离流程，只是公称改生产能力为100万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为388.483吨/小时，物料管线管径为64英寸；防喘振控制回路管线管径为36英寸，最大流量为116.545吨/小时，最小流量为11.655吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为34英寸，并联一台小口径调节阀管径为10英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为382.137吨/小时，物料管线管径为38英寸；防喘振控制回路管线管径为20英寸，最大流量为114.641吨/小时，最小流量为11.464吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为18英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为589.3千克标油/吨乙烯，下降1.45％以上。
【对比例8】
按照实施例8所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为34英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为18英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为598.0千克标油/吨乙烯。
【实施例9】
按照实施例1所述的条件，乙烯装置仍采用顺序分离流程，只是公称改生产能力为120万吨/年。裂解气压缩机三段出口物料流量为466.180吨/小时，物料管线管径为70英寸；防喘振控制回路管线管径为38英寸，最大流量为139.854吨/小时，最小流量为13.985吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为36英寸，并联一台小口径调节阀管径为12英寸。裂解气压缩机五段出口物料流量为458.564吨/小时，物料管线管径为42英寸；防喘振控制回路管线管径为22英寸，最大流量为137.569吨/小时，最小流量为13.757吨/小时，防喘振控制回路设置的一台大口径调节阀管径为20英寸，并联一台小口径调节阀管径为6英寸。乙烯装置在整个1～5年正常运行周期内不会由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为583.8千克标油/吨乙烯，下降1.67％以上。
【对比例9】
按照实施例9所述的条件，只是防喘振控制回路管线上各只设置一台调节阀，“三返一”管线上的调节阀管径为36英寸，“五返四”管线上的调节阀管径为20英寸，乙烯装置平均1～3次/年由于误操作而发生紧急停车的现象，综合能耗为593.7千克标油/吨乙烯。
实施例1～9和对比例1～9的相关数据汇总于表1。
显然，采用本发明的方法，可以稳定控制压缩机防喘振回流流量，可以在较长的周期内避免发生误操作而紧急停车的问题，装置的综合能耗有效降低，取得了较好的技术效果，可以用于压缩机的防喘振中。
Claims (5)
1.一种防止压缩机喘振的方法，将压缩机出口的一部分物流通过防喘振回路管线回流至该段压缩机或其它低压端压缩机的入口，在防喘振回路管线上设有调节阀组，所述调节阀组包括调节阀Ⅰ和调节阀Ⅱ，调节阀Ⅰ与调节阀Ⅱ并联，且调节阀Ⅰ的物流通道口径大于调节阀Ⅱ的物流通道口径，调节阀Ⅰ与调节阀Ⅱ口径比为2～5：1。
2.根据权利要求1所述防止压缩机喘振的方法，其特征在于所述压缩机为蒸汽裂解制乙烯工艺中的裂解气压缩机，压缩段数为5段。
3.根据权利要求1所述防止压缩机喘振的方法，其特征在于所述防喘振控制回路包括“三返一”、“三返二”、“二返一”、“三返三”、“二返二”、“一返一”、“五返四”、“五返五”、“四返四”。
4.根据权利要求1所述防止压缩机喘振的方法，其特征在于所述防喘振回流从无到有，从小到大时，首先打开调节阀Ⅱ，然后再打开调节阀Ⅰ；防喘振回流从大到小，从有到无时，首先关闭调节阀Ⅰ，然后再关闭调节阀Ⅱ。
5.根据权利要求1所述防止压缩机喘振的方法，其特征在于所述调节阀Ⅱ覆盖0～15％流量，调节阀Ⅰ覆盖15～100％流量，使防喘振回流物料能够在0～100％流量范围内平稳控制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150610 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |