如可提高氫氮氣壓縮機運行效率

如可提高氫氮氣壓縮機運行效率曹磊;徐迅【摘要】氫氮氣壓縮機是合成氨生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，為氣體輸送或化學(xué)反應(yīng)提供動力,氫氮氣壓縮機的運行效率決定著氨合成過程中成本的主要因素.分析合成氨裝置運行中,造成氫氮氣壓縮機打氣量低的原因，并采取相應(yīng)措施，提高氫氮氣壓縮機的打氣量，達到提高合成氨產(chǎn)量的目的.【期刊名稱】《壓縮機技術(shù)》【年(卷)，期】2014(000)006【總頁數(shù)】3頁(P30-32)【關(guān)鍵詞】水封改造;低位熱能;提壓降溫;節(jié)能【作者】曹磊;徐迅【作者單位】浙江晉巨化工公司，浙江衢州324004;浙江晉巨化工公司，浙江衢州324004【正文語種】中文【中圖分類】TH45氫氮氣壓縮機在向大型、節(jié)能、提高產(chǎn)品的可靠性和運行效率、降低能耗、改進生產(chǎn)工藝方法等方面發(fā)展。隨著氮肥行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，用戶對壓縮機的能量消耗、效率更加關(guān)心。我公司從2008年節(jié)能降耗改造以來，氫氮氣壓縮機的規(guī)模和能力有了提升。高壓機的運行效率主要與一段進口的壓力、溫度和高壓機的運轉(zhuǎn)周期有直接關(guān)系。2.1提高煤氣進口總管壓力經(jīng)過指標調(diào)整后，高壓機一進總管壓力由原4.0~8.5kPa調(diào)整到5~13kPa,實際由于管道阻力和吸氣量影響，6M50進口壓力12.0kPa左右。根據(jù)廠家提供的計算書，高壓機進口壓力在12kPa下，壓縮機軸功率為4767.93kW，電機功率4911~5483kW。如果6M50進口壓力控制在10~10.5kPa,電機功率可控制在5000kW以內(nèi)，目前電機的額定功率為5000kW，能夠滿足。2.2通過改造降低煤氣進口溫度6M50壓縮機4、5、6段水冷器上段余熱的回收改造，壓縮機4、5、6段排氣溫度達到150OC，通過水冷器上排換熱改造，換熱獲得85~901熱水供應(yīng)低位熱能裝置使用，通過漠化鋰機組，冷卻水來冷卻壓縮機一段進口煤氣溫度，以提高壓縮機的打氣量。3.1高壓機進口一進水封改造經(jīng)測算，一進壓力以13kPa為基數(shù)，每升高1kPa，一進氣量約增加600m3/h。(2)提高高壓機進口壓力(最高至14kPa)，以保證一進溫度升高時打氣量不隨之下降。根據(jù)高壓機進口氣體溫度設(shè)置一進壓力指標，使打氣量既不下降，同時高壓機也不超負荷運行。3.2通過低位熱能的熱源改造利用了壓縮機段間熱水，夏季熱水外排，冬季熱水回收。既滿足了低位熱能機組的熱源問題，也解決了現(xiàn)有循環(huán)水裝置熱負荷過高問題。通過原有的管路進行技改，不增加設(shè)備及動力消耗，主要需增加高壓機去機組熱水管道，單臺壓縮機4、5段水冷器上排熱水出口管，新安裝管線約130m,—次底漆和保溫及安裝等費用控制在10萬元以內(nèi)。實現(xiàn)了壓縮機5、6段熱水兩路接收，避免因低位熱能裝置熱源需要，而對影響水冷換熱效率，影響壓縮機穩(wěn)定運行及后系統(tǒng)打氣量平衡問題。由于熱水經(jīng)過機組后，溫度還有701,當(dāng)氣溫較高時，會導(dǎo)致合成循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)散熱負荷增加。車間通過外排這部分熱水，可以降低循環(huán)水進水溫度，以實現(xiàn)節(jié)水，生產(chǎn)控本降耗。由于機組設(shè)計的熱源采用低品位熱水(85~901)作為熱源，如將熱水型機組改為蒸汽型機組，需要機組拆卸返廠改造。通過改造發(fā)生器和加裝冷凝水分離器，改造費用預(yù)計在30~50萬元，占該機組投資的50%，本次改造，減少了設(shè)備返廠改造的投資費用。本次利用高壓機5、6段水冷器熱源改造后，未增加動力消耗；機組熱水進口溫度可以維持在80~85°C,冷水溫差在3~4C。高壓機煤氣進口溫度在25~26°C以下，可以滿足項目改造目標。低位熱能裝置在高溫季節(jié)使用后，可以降低高壓機由于一段進氣溫度高，引起的2、3段出口溫度超標問題：一方面可以延長氣閥的使用壽命，避免油污在氣閥閥片上由于高溫結(jié)垢的問題；另外一方面，可減輕循環(huán)水系統(tǒng)的熱量負荷，降低循環(huán)水溫度。經(jīng)過測算高壓機二出溫度在一進溫度在25C以上時，2段、3段出口溫度均有上升4~5C，對整個循環(huán)水系統(tǒng)的溫升也會影響2C以上，造成合成的水冷器、冰機冷凝器的冷卻水溫度高，改用清江水。4.1壓縮機氣閥攻關(guān)改造根據(jù)我車間統(tǒng)計數(shù)據(jù)：車間共計13臺高壓壓縮機，2007年到2008年間，其中因連桿大頭瓦磨損引起高壓機振動停車占9%;因活塞環(huán)磨損，打氣量下降停車占5%;因活塞桿斷裂停車1%；因水冷氣效果差停車占5%;因填料漏氣嚴重停車7%；其他零件磨損占23%；因氣閥失效停車占50%。平均使用壽命為3周。通過分析，影響氣閥壽命的因素有：閥片、彈簧、開啟高度、氣量的大小及每段氣缸油水分離器的效果。原因分析后，將氣閥的彈簧加粗，彈簧力增加，彈簧的材質(zhì)提高。將改造后的氣閥投入生產(chǎn)，氣閥使用壽命大大提高。在后續(xù)慢慢摸索中，發(fā)現(xiàn)氣閥的開啟高度對氣閥的壽命印象也較大，通過分析，氣閥的開啟高度越高，氣閥回座密封時被氣缸內(nèi)碳渣等卡住的概率越大。起初，開啟高度有檢修指標3.5-4mm，氣閥的開啟高度影響壓縮比及氣量，但仔細分析，壓縮比主要影響因素在于活塞與氣缸的余隙，及氣閥在氣缸內(nèi)安裝時靠近活塞端的距離來說印象較??；并且，二出氣閥數(shù)量較多（其它二出氣閥開啟高度不變），我們把氣閥的開啟高度放在3~3.5之間，取最小。這樣以來大大提高了氣閥壽命，現(xiàn)在使用壽命超過半年，部分超過9個月。氣閥改造后推廣：2010年我車間新上2臺6M50高壓機，2012年增加一臺6M50壓縮機，氣閥從開車起，3段氣閥閥片就是斷裂，3天氣閥就失效。我們將氣閥彈簧孔的分布形式進行改進，并增加2只定位銷，現(xiàn)在使用壽命超過半年以上。4.2做好雙包機制為了使壓縮機長周期，滿負荷運行，運轉(zhuǎn)率高而降低能耗，注重抓緊平時的維護保養(yǎng)工作，堅持雙包機制。壓縮機操作人員的職責(zé)主要是按規(guī)定指標嚴格操作，保持各摩擦部位有良好的潤滑和冷卻條件，根據(jù)運轉(zhuǎn)情況和各段壓力變化，及時發(fā)現(xiàn)和判斷故障，與有關(guān)人員迅速加以處理。維修包機工每天上崗巡回檢查，發(fā)現(xiàn)故障隱患及時處理，防患于未然。4.3實行計劃檢修制壓縮機要做到計劃檢修，每月一小修，每年一大修，無故障也要計劃性檢修。如氣閥、活塞環(huán)易壞，漏氣，則降低了設(shè)備的效率，從而增加了電耗。因此，對于壓縮機這些部位要重點加強檢修和記錄，每個月小修期間計劃性的對于各段閥門進行拆檢，開車前對于氣閥及壓蓋進行試漏檢查。5.1—進安全水封和隔離水封加高2013年3月，通過現(xiàn)場確認和測量，將#1~7高壓機一進隔離水封高度分別從1300mm加高至1500mm，在一進總管壓力在13kPa下，可以提壓生產(chǎn)條件。5.2修改高壓機一段進口總管壓力控制指標2013年4~12月，通過理論計算和生產(chǎn)廠家對接，根據(jù)現(xiàn)有壓縮機運行的數(shù)據(jù)參數(shù)，進行反復(fù)計算驗證后，進行嘗試提壓，分階段從8kPa提壓至9kPa、10kPa、11kPa、12kPa、13kPa，期間對于高壓機各項指標參數(shù)進行對比分析，滿足壓縮機設(shè)計指標，各段平衡力及軸功率均在可控范圍內(nèi)。從氫氮氣壓縮機的一系列改造后的運行狀況分析來看，效果是明顯的。6M50壓縮機經(jīng)一系列的改造優(yōu)化后的運行狀況看，效果是明顯的，從開車的1個月運行周期，到目前平均45天，最高60天的運行周期有明顯提升，它的長周期運行，對我公司的節(jié)能降耗工作作出了較大貢獻；對于6M50的水封改造及一進煤氣的提壓降溫后，壓縮機的氣量同比上升了500~1000m3/h，壓縮機的能力提升，高壓機電耗下降10~15度/噸氨；解決了低位熱能裝置先天設(shè)計上的熱源不足問題，提高了煤氣的換熱效率溫度2°C?！鞠嚓P(guān)文獻】[1]吳德榮.化工工藝設(shè)計手冊[M].北京：化工工業(yè)出版社，2009:964-975.[2]楊德林.大型合成氨裝置原料氣壓縮機的控制方案[J].中氮肥，2012,6:47-48.[3]董立新.往復(fù)壓縮機工藝管道振動分析及消減措施[J].壓縮機技術(shù)，2012,5:56-59.[4]杵楊波.氫氮壓縮機改造為二氧化碳壓縮機的開發(fā)利用[J].中氮肥，2013,5:35-37.22.儲氣罐應(yīng)安裝在氣源系統(tǒng)的什么部位？答：氣源系統(tǒng)中，儲氣罐一般都安裝在后部冷卻器之后，這樣可防止油蒸汽和液態(tài)水在罐內(nèi)的聚集，以盡可能降低安全隱患和提高氣源其它設(shè)備的工作效果；另外，存儲在罐內(nèi)的空氣溫度較低也可以縮小本體容積。在大部分場合，儲氣罐都安裝在干燥器的前面，以便利用儲氣罐具有的降溫除水和穩(wěn)壓作用，使干燥器的負荷得以降低，并且使進入干燥器的空氣壓力比較穩(wěn)定，這對干燥器運行是很有利的。但儲氣罐安裝在干燥器前面也有如下缺點：若罐內(nèi)有大量冷凝水積聚，液態(tài)水會隨氣流進入干燥器,增加其運行負載。另外，儲氣罐內(nèi)壁若長期處于潮濕環(huán)境極易生銹，這不僅會影響本體的使用壽命,而且銹蝕剝落物會隨氣流進入下游設(shè)備造成諸多不利影響。為了避免上述情況的發(fā)生，對儲氣罐及時排污是非常重要的。在與螺桿壓縮機等連續(xù)供氣設(shè)備連用時，儲氣罐可安裝在干燥器的后面，此時進入儲氣罐的空氣