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在炼油行业，常采用旁路回流的方式进行往复式压缩机的流量调节，以匹配变化的工艺负荷。旁路调节能够很好的完成气量调节的任务，却造成了电能的大量浪费。贺尔碧格公司的研发的往复式压缩机气量无级调节系统HydroCOM的诞生，解决了这一问题。它通过智能执行机构来控制进气阀的动作，利用延迟关闭进气阀的方式，实现了压缩机实际负荷与工艺负荷的匹配。
中石化青岛炼化公司410万吨/年柴油加氢精制装置新氢压缩机1113-K-101A/B两台，开一备一，采用旁通逐级回流的方式进行气量调节。工艺上，一二级之间存在级间抽气，即煤油加氢装置从二级入口获取所需要的氢气气体。压缩机一级设计气量为64000 Nm3/h，压缩机二级设计气量为56000Nm3/h。现场掌握的数据（详见下图）：柴油加氢装置实际需要的气量约34000 Nm3/h，煤油加氢实际需要的气量约5000 Nm3/h。旁通阀容量约为一台机器的设计气量，一回一旁通阀开度44%，二回二旁通阀开度36%。
2 系统原理及组成
2.1 HydroCOM系统工作原理
HydroCOM系统是贺尔碧格（上海）有限公司专为往复式压缩机设计的气量无级调节系统，能实现压缩机气量在0%（10%）~100%范围内的无级调节。HydroCOM是高度集成的电液控制系统，能够很容易的嵌入到客户原有的任何工艺控制系统中。控制系统中的PI调节器根据被控制压力的变化计算出不同的气量需求，即对应不同的负荷控制信号，并以4～20mA信号的形式传输给CIU (压缩机中间接口单元)。同时，CIU也接收现场传输回来的活塞的上止点位置信号，通过运算后，把控制指令以RS485通讯的方式，传递给安装在压缩机进气阀上的电子液压执行机构，最终通过电磁阀的不同的动作时刻，来实现不同的进气阀延迟关闭的时间，即调节活塞每个工作循环中实际保留在气缸内被压缩的气量。
没有安装HydroCOM或其它执行机构的压缩机，此时的进气阀称之为自由气阀，开启和关闭完全由气缸内外压差决定。进气完成的时刻，气缸内外压力平衡，进气阀阀片在关闭弹簧的作用下得以关闭，接着气缸进入压缩过程，即我们所说的100%负荷做功。
安装HydroCOM的压缩机部分负荷运行时，进气结束后不能立即进入压缩过程，因为进气阀在执行机构及卸荷器的作用下依然保持完全打开的状态，气缸里的气体不被压缩，就回流到进气腔。当CIU传输给执行机构的指令被执行后，进气阀才关闭，保留在气缸里的气体才会被压缩。该情况就是部分气体被压缩，电机的实际能耗相应的降低，达到节能的目的。
2.2系统组成
HydroCOM系统主要由中间接口单元CIU（Compressor Interface Unit）、液压油站HU（Hydraulic Unit）、液压执行器HA（Hydraulic Actuator）、TDC（Top Dead Center ）传感器及相关附件等组成。
CIU提供执行器HA和用户DCS系统之间的信号转换处理功能，是连接执行器HA和用户DCS的桥梁。中间接口单元CIU是HydroCOM系统的重要组成部分，通过它的中间转换接口作用，使HydroCOM系统简化为一个接受4～20mA标准电流信号的调节阀，更易与现有的DCS或其它控制系统集成在一起。
执行器HA通过卸荷器对气阀产生作用。
液压油站HU提供执行器HA动作所需的液压动力。
TDC传感器传递活塞在气缸中的即时位置。
EPS提供48VDC电源给执行器HA。
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图1 系统紫菜卷恶魔化框图
3 控制方案设计
3.1未使用HydroCOM前的控制方案
该机组的气量调节方案为逐级分程和逐级旁通返回，方案的设计思路为“正常情况下，能够保证反应系统的压力平稳；非正常情况下，防止压缩机入口压力过低并保护压缩机的安全”。
图2为该控制方案的流程图：
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在装置正常生产过程中，压缩机入口气源充足的情况下，如果系统压力出现波动，反应压力对应的PIC3调节器的输出信号分程后被低选2选择后输出给二返二阀，一、二级级间压力对应PIC2调节器的输出信号分程后被低选1选择后输出给一返一阀。
在气源供应不足的情况下，压缩机入口压力降低很多，其对应的PIC1调节器的输出信号分程后被低选1选择后输出给一返一阀，让一返一阀开大以便返回更多的高压气体，用于提升压缩机入口压力；一、二级级间压力随之降低，其对应的PIC2调节器的输出信号分程后被低选2选择后输出给二返二阀，让二返二阀也开大以便返回更多的高压气体，用于提高级间压力。
3.2使用HydroCOM后的控制方案
HydroCOM在方案设计时，不但充分考虑了装置生产对无扰动切换的需求，更会在具体的方案组态过程中，尊重装置的操作习惯加入更为具体的功能。
如图3所示，即为HydroCOM嵌入式控制方案在青岛炼化的实际应用，该方案的思路为：以不改变原有分程低选输出信号给旁通返回阀的控制方法为基础，增加了旁通阀和HydroCOM之间的分程控制功能。该分程功能可以根据需要选择‘投用’或‘不投用’，‘投用’对应所谓的‘HydroCOM自动’状态，‘不投用’对应所谓的‘HydroCOM手动’状态。在操作界面上增加‘手自动’切换按钮，用来在两种状态之间切换。‘同步切换’按钮是应装置操作人员的要求而增加的，其目的是“与原有的切换压缩机时的操作习惯保持一致，更好的实现工艺无扰动切换压缩机”，其作用是：实现HydroCOM一二级负荷的同步输入，当安装HydroCOM的压缩机与并行压缩机切换时，确保级间压力的稳定。
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3.3无扰动切换控制流程图的设计
通过组态具体实现如下功能：
(1)‘手自动’切换按钮处于手动状态时，HydroCOM为手动调节，压缩机的实际压缩气量已经由HydroCOM进行控制，工艺压力的控制依然由原来的旁通阀实现，所以低选器输出信号完全给了旁通阀。
(2)‘手自动’切换按钮从手动变为自动，意味着操作人员希望从旁通阀调节转为HydroCOM自动调节。该切换被激活后，旁通阀按照0.5%的速率逐渐关闭，直到完全关闭；同时，HydroCOM立即接收低选器输出信号成为自动调节，根据PIC控制器的信号补偿因旁通阀关闭引起的流量变化。
(3)‘手自动’切换按钮从自动变为手动，意味着操作人员希望从HydroCOM自动调节转为手动调节和旁通阀的自动调节。该切换被激活后，旁通阀按照0.5%的速率逐渐打开，直到允许接收低选器输出信号，实现无扰动切换；然后，HydroCOM才能正式转为手动状态，在此之前，仍然根据PIC控制器的信号补偿因旁通阀打开引起的流量变化。
(4)HydroCOM故障时，系统将自动切除，压缩机为满负荷允许，同时出错信号自动触发分程功能失效，旁通阀立即接收控制器信号，快速进行调整。
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4 结论
通过本文所阐述的控制方案的实施，HydroCOM气量调节系统能够非常好的满足客户的实际需要。按照装置当前的负荷，对HydroCOM系统投用经济效益分析，投用前电机电流410A，投用后电机电流273A，节电1236 kW。按照年平均运行时间8000 h，电费为0.5元／(kW •h)估算，每年可节约电费500万元，经济效益显著，投资回收周期不到1年。
对于石油化工往复式压缩机来讲使用HydroCOM气量调节系统不但能节约电能消耗，提高用户经济效益，而且方便了操作，可以灵活设定机组流量，灵活调整机组压缩比，使机组处于最佳工作状态。
本文所阐述的控制方法对于HydroCOM和旁通阀调节的配合应用具有普遍的指导意义，值得我们在此基础上进行进一步研究、开发、应用。