露点控制系统下节能降耗论文

1露点控制系统

1.1硬件组成无热再生干燥器露点监测节能控制系统由露点变送器、进口过滤器、引入管道、控制系统和操作显示系统组成。1）露点变送器使用Michelle露点变送器，露点精度±2℃露点，使用温度是-40~60℃，可以在-20~50℃工作环境下可靠、稳定地进行露点监测。2）控制系统采用西门子S7-200可编控制器，显示系统采用HM3701A。3）露点变送器进口过滤器采用高效精密过滤器，能够最大限度降低压缩气含油率，以保护露点变送器。4）调压阀用来调整露点变送器的测试压力，保证所测露点为常压露点。

1.2控制及监测界面HM3701A的小型人机界面（HMI）产品，它能以文字、指示灯及图形等基本元素监视和设定设备输出继电器或寄存器的数值及状态，从而使操作人员能够实时监控机器设备的运行情况。控制模式有常规控制模式和露点控制模式两种选择，在通常使用过程中选择露点控制模式，露点模式下时序控制按照变送器所采集的露点温度再进行干燥时间的延长与控制。在露点控制模式下，塔的再生时间与原常规模式一致，而吸附时间则比常规模式长，最长的时间单个塔的吸附时间为70min。在控制界面上可以对干燥器的工作状态、露点温度等进行实时监控。

2循环周期的确定

对于仪表风而言，压缩空气露点控制在-40℃就能满足供气要求，通过安装露点变送器将所测得的出口干燥器露点与设定露点进行比对，如果露点变送器测定的露点温度低于设定温度，则延长均压时间。在这种露点控制模式下既保证空气品质满足工艺要求的同时，又能达到节能的效果。

由于循环切换周期的改变会影响到吸附效果、节能量和使用寿命之间的相互关系，所以合理循环周期的选择显得尤为关键。过长时间的吸附会使底部的吸附剂含湿量一直过高，从而影响到周期内露点的稳定性。过高的“吸附剂残存水量”容易导致吸附剂浸泡和吸附剂的粉化，最终导致吸附效果和使用的寿命大打折扣。根据塔的干燥时间和再生时间可知：若以每5min作为一个延长循环周期，越到后期节能效果越不明显。为达到气源品质、使用寿命和节能效果之间的最佳综合效果，以及经过现场实际运行检验，我们选取70min作为一个经济合理循环切换周期。

正常操作模式下每10min一个周期消耗的空气量为16.8m3，那么在24h时间内共有144个周期，因此全天排放消耗的压缩空气量为2419.2m3。在露点控制模式下（70min一个周期）运行24h共有20.57个周期，排放消耗的压缩空气量为345.576m3。空气压缩机的额定产气量为9.5549m3/h，再生气耗气率为15%，正常控制模式以10min周期计算能耗为253.18kWh/d，露点控制模式以70min周期计算能耗为37.65kWh/d。

3方案实施效果

自2013年5月安装露点控制系统后，系统运行平稳，仪表风质量稳定，基本达到了预期的节能降耗目的。1）减少了干燥器的再生排气频率，从而减小了压缩机的无效运行功耗，电流比改造前降了22A左右，平均每天可节约电量200kWh，与理论计算结果接近，按每度电0.85元，每年可节约6.2万元左右，半年即收回改造费用。2）由于循环运行周期变长，单个阀门动作频次由原来每年的10万多次减少到1万次左右，极大地延长了阀门等易损件的使用寿命。3）改造后可以更直观地观测干燥气出口成品气的露点数值，从而准确地把握干燥剂的使用情况，在保证气源品质的同时可充分延长干燥剂的使用年限。

作者：刘胜国潘贲单位：上海石油天然气有限公司