通過優化方法對富氣壓縮機進行優化控制，具有重大的理論意義和潛在的巨大經濟效益。本文以焦化富氣壓縮機為研究對象，給出了延遲焦化機組節能優化控制解決方案，并通過兩個案例驗證了該方案的可行性和有效性。
工藝簡介
煉油廠延遲焦化裝置是渣油輕質化最主要的加工方法。延遲焦化裝置具有投資少、操作費用低、轉化深度高等優點。在輕油產品尤其是柴汽比供需矛盾突出的情況下，延遲焦化工藝是解決這一矛盾的理想的手段，具有較強的市場競爭力。
主要工藝單元包括：原料部分、分餾系統、加熱爐系統、焦碳塔系統、壓縮機系統、吸收穩定系統、冷切焦水系統、放空、吹汽系統和除焦系統。
延遲焦化裝置是現代石油煉廠中唯一的間歇-連續操作工藝。物料在加熱爐管中是連續的，加熱爐出口物料在兩個焦化塔之間切換，一個塔在線生焦，另一個塔冷卻、除焦和暖塔。從焦化塔頂出來的油氣進入分餾塔，分餾塔底是輻射進料泵的緩沖罐，焦化原料和冷卻的循環油在這里混合后一起進入輻射進料泵。
主要影響延遲焦化工藝的參數有三個，也就是加熱爐出口溫度、焦化塔頂壓力、循環比。焦化裝置富氣壓縮機的作用就是通過調節壓縮機轉速，控制焦化塔塔頂壓力，調整和穩定焦化產品分布和質量。其原動機可采用汽輪機或變頻器驅動的電機。
富氣壓縮機組的控制
1、壓縮機調速控制
在機組暖機升速、過臨界轉速、進入工作轉速和降速停機過程中，要投入壓縮機調速控制。在機組控制系統中預先存儲壓縮機的升速及停機降速曲線，根據預設的轉速變化率，將轉速目標值轉換為轉速PID的給定值，保證機組平穩升降速。在機組投入性能控制時，壓縮機轉速PID作為性能控制的副調節器。
2、壓縮機性能控制
分餾塔的塔頂壓力控制需要通過調節氣壓機轉速實現。分餾塔塔頂壓力調節器的輸出，送到汽輪機調速器，控制氣壓機的轉速，或電機拖動機組的變頻器，組成串級調節回路來穩定分餾塔的塔頂壓力。最終達到調整和穩定焦化產品分布和質量的目的。
3、壓縮機防喘振控制
在機組啟動和停機過程中，由于機組流量過低，如果沒有防喘振控制，就會因喘振的發生對機組造成損壞。由于焦化塔需要定期切換操作，切換焦化塔時，富氣量瞬時降低幅度很大。當富氣流量過低時，也會發生喘振。防喘振控制在喘振即將發生時，迅速打開防喘閥，將二段出口氣體返回一段入口。也有兩段防喘振的氣壓機組，采用一返一和二返二的防喘振策略。
4、全自動節能優化控制
防喘振回路動作，打開防喘閥造成分餾塔塔頂壓力上升，從而使分餾塔塔頂壓力調節器動作，升高氣壓機轉速，提高氣壓機入口回流量。流量上升以后，防喘閥減小開度，氣壓機入口壓力下降，氣壓機轉速下降，氣壓機入口流量下降，防喘閥將再度開大。
這樣周而復始，將造成性能調節和防喘振調節相互影響、不停地震蕩。為了解決這個問題，必須實現性能控制與防喘振控制的優化。
5、防喘控制閥設計選型原則
防喘閥的選型原則包括：通過計算滿足防喘振控制的流通能力，閥體形式要考慮工藝介質、工藝參數的條件。閥體材質要考慮腐蝕、磨損和介質溫度，執行機構應有足夠的推力，與閥門定位器配合，做到開度準確。閥門的動作響應要求快速打開，失效方式要滿足故障-安全模式，確保在失電或失去氣源的情況下機組安全。
節能優化控制案例
【案例一】
某石化100萬噸年延遲焦化氣壓機改造。2015年07月11日，本裝置開車及機組精調完成后，采用分餾塔頂壓力自動控制氣壓機轉速及防喘振閥，真正實現了氣壓機組自動匹配裝置工藝運行的目的，實現了全自動切塔及放空，保證裝置更加平穩的運行，并且使氣壓機組工作在了最佳效率區間，相對于改造之前，平均每小時節能400KW，一年保守估計節能320萬元。
【案例二】
某石化160萬噸年焦化裝置氣壓機組。通過增加分餾塔頂壓力自動耦合控制汽輪機轉速及防喘振閥，即使在機組低負荷時也能實現壓（防喘振控制線）線運行，工藝操作可根據工況調整設定點，機組控制系統就能實現全自動優化運行，達到了壓縮機的最佳工作工況和穩定運行。
重新計算了氣壓機防喘振曲線，投用了性能控制，實現了全自動操作，包括切塔及放空等操作。將壓縮機防喘振閥比完善之前關小了15%左右的開度，使壓縮機工作在了最佳性能區間。實現了節能減排目的，平均每小時減少2到3噸蒸汽消耗。
編者按
工業是能源消耗的主要領域，工業能效提升是實現“雙碳”目標的首要任務。針對焦化過程中能耗過大問題，對富氣壓縮機的控制系統進行改造，通過防喘振控制和操作參數的優化，可以最大限度地保證在工況點下機組能以最佳效率進行工作，同時可以達到富氣壓縮機系統平穩運行和減少能耗的目的，并為企業帶來巨大的經濟效益?？导舆t焦化機組節能優化控制解決方案，驗證了該思路的可行性和有效性。
《康吉森“雙碳”專欄》簡介
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