CO壓縮機(jī)優(yōu)化運(yùn)行總結(jié)

梁 慧，汪亮宇

(兗礦魯南化工有限公司 山東滕州 277527)

為滿足前后系統(tǒng)擴(kuò)產(chǎn)的需要，兗礦魯南化工有限公司決定對(duì)凈化裝置進(jìn)行升級(jí)改造，以擴(kuò)大裝置的氣體處理能力。通過對(duì)凈化裝置的整體核算，結(jié)果表明僅需對(duì)部分設(shè)備及管道進(jìn)行更換并增加1臺(tái)深冷壓縮機(jī)，即可滿足前后系統(tǒng)擴(kuò)產(chǎn)的要求。根據(jù)核算結(jié)果，決定將現(xiàn)有的CO壓縮機(jī)用作深冷壓縮機(jī)。

該CO壓縮機(jī)(C1401A/B)由日本JSW鋼鐵公司制造，為六缸4級(jí)壓縮，輸氣量10 000 m3/h，于2004年投用。C1401A/B原設(shè)計(jì)輸送介質(zhì)為來(lái)自造氣爐的粗煤氣，其壓力為0.025 MPa，含CO和CO2體積分?jǐn)?shù)分別為65%～70%和28%～34%，并含有少量惰性氣體及水分。將C1401A/B用作深冷壓縮機(jī)后，輸送介質(zhì)為來(lái)自深冷分離裝置的純CO(體積分?jǐn)?shù)98.5%)，其壓力為0.025～0.040 MPa。由于輸送的介質(zhì)發(fā)生了變化，給C1401A/B的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。為此，根據(jù)裝置實(shí)際情況，通過系統(tǒng)論證分析并采取切實(shí)可行的措施，以規(guī)避設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)在新裝置中的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 優(yōu)化聯(lián)鎖指標(biāo)

通過對(duì)介質(zhì)改變前后壓縮機(jī)各級(jí)出口理論溫度的計(jì)算(表1)，綜合專業(yè)壓縮機(jī)制造企業(yè)的意見，組織專業(yè)人員對(duì)壓縮機(jī)的聯(lián)鎖指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整，如表2所示。

表1 輸送介質(zhì)變化前后壓縮機(jī)各級(jí)出口溫度理論計(jì)算結(jié)果 ℃

表2 壓縮機(jī)聯(lián)鎖指標(biāo)調(diào)整對(duì)比

2 優(yōu)化輸送介質(zhì)進(jìn)出口流程

2.1 增設(shè)壓力自調(diào)閥

來(lái)自深冷分離裝置的CO經(jīng)4只自調(diào)閥減壓且不經(jīng)過任何緩沖設(shè)備直接進(jìn)入壓縮機(jī)，入口壓力波動(dòng)頻繁，易引發(fā)壓縮機(jī)出口壓力和溫度的波動(dòng)，造成壓縮機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。采取的措施：在壓縮機(jī)入口總管線上增設(shè)壓力自調(diào)閥，遠(yuǎn)程控制入口氣體的壓力；為防止入口管線超壓，增設(shè)了安全閥，2路排放氣匯合后再送往火炬系統(tǒng)放空。

2.2 增設(shè)緩沖裝置

輸送介質(zhì)改變前，來(lái)自造氣爐的粗煤氣先進(jìn)行預(yù)脫硫處理，然后經(jīng)壓縮機(jī)加壓后依次通過脫硫塔、脫碳塔、有機(jī)硫水解槽、精脫硫槽、脫氧槽和脫氯槽，凈化后的CO再送乙酸車間。輸送介質(zhì)改變后，為了穩(wěn)定壓縮機(jī)的出口壓力，來(lái)自深冷分離裝置的CO先經(jīng)壓縮機(jī)加壓，再經(jīng)脫氧槽和脫氯槽緩沖后并入原CO總管調(diào)節(jié)閥前送乙酸車間。

3 進(jìn)出口循環(huán)水流程優(yōu)化

壓縮機(jī)C1401B設(shè)計(jì)用的循環(huán)水流量為250.0 m3/h，配置4臺(tái)回水管徑均為Ф 152.4 mm(6″)的水冷卻器，不考慮管道阻力，單臺(tái)水冷卻器的設(shè)計(jì)循環(huán)水量為62.5 m3/h，但實(shí)際單臺(tái)壓縮機(jī)的循環(huán)水量遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值。由于設(shè)備布置原因，壓縮機(jī)C1401B是界區(qū)內(nèi)循環(huán)水的末端用戶，夏季由于環(huán)境溫度高，循環(huán)水內(nèi)容易產(chǎn)生淤泥，淤泥和沖刷下來(lái)的填料碎片會(huì)在末端匯集，造成冷卻器列管被堵塞，從而影響了缸套和水冷卻器的換熱效果。

壓縮機(jī)C1401B的一、二、三級(jí)循環(huán)水冷卻器的上水首先與一、二、三級(jí)溫度最高的出口氣體換熱，然后循環(huán)至氣體溫度最低點(diǎn)。為提高壓縮機(jī)C1401B的換熱效果，決定將一、二、三級(jí)循環(huán)水冷卻器的上水管與回水管互換，即上水首先與溫度處于最低點(diǎn)的出口氣體換熱，再循環(huán)至氣體溫度最高點(diǎn)。

4 軸封系統(tǒng)的改造

C1401A/B曲軸箱放空管道與中體放空管連通，在正常運(yùn)行過程中，去中體置換用的氮?dú)忾y處于常開狀態(tài)，而去曲軸箱的氮?dú)忾y處于常閉狀態(tài)，故極易發(fā)生中體內(nèi)的氮?dú)馔ㄟ^連通管進(jìn)入曲軸箱而使曲軸箱帶壓的現(xiàn)象，造成軸封潤(rùn)滑油泄漏。為消除軸封漏油，中體氮?dú)夥趴諉卧O(shè)一路，使其與曲軸箱放空分離，同時(shí)增設(shè)分離裝置，對(duì)新增放空排出的微量油污進(jìn)行分離。

5 優(yōu)化工藝參數(shù)，調(diào)整操作方法

根據(jù)C1401A/B的實(shí)際運(yùn)行工況，將一入壓力由原設(shè)計(jì)指標(biāo)的25 kPa逐步提高至49 kPa，并根據(jù)C1401A/B各級(jí)出口氣體溫度，最終確定一入壓力的最佳指標(biāo)值為45 kPa，此時(shí)壓縮機(jī)出口壓力保持在3.23 MPa。

將壓力自調(diào)閥PV4185的開度由25%逐步穩(wěn)定控制在3%～6%并投自調(diào)，既能保證壓縮機(jī)入口管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，又能最大限度地減少CO放空量。

C1401B原設(shè)計(jì)的開車操作方式是先關(guān)一回一手動(dòng)閥，再關(guān)四回一自調(diào)閥，禁止在一回一閥門完全關(guān)閉之前關(guān)閉四回一自調(diào)閥。輸送介質(zhì)改變后，如果仍按照原有的方式操作，C1401B將因一級(jí)出口超溫而跳車。經(jīng)反復(fù)摸索，發(fā)現(xiàn)在提壓時(shí)將C1401B的一回一手動(dòng)閥開度保持在1/4圈時(shí)，一級(jí)出口溫度可以穩(wěn)定在158 ℃以內(nèi)，二級(jí)出口溫度可以控制在155 ℃以內(nèi)，特殊情況下調(diào)整安全閥副線，可使壓縮機(jī)達(dá)到最優(yōu)的平衡狀態(tài)。

6 結(jié)語(yǔ)

(1)增設(shè)緩沖裝置后，壓縮機(jī)出口壓力一直穩(wěn)定控制在3.23 MPa左右；采用新增的壓力自調(diào)閥PV4185及時(shí)調(diào)整入口壓力，有效緩解了前后系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行造成的影響。

(2)循環(huán)水流程改造后，上水與回水溫差增大約0.9 ℃，說明各級(jí)水冷卻器的換熱效果有了較大改善，盡管C1401B各級(jí)出口溫度仍臨近跳車值，但能夠穩(wěn)定控制。

(3)軸封系統(tǒng)改造后，壓縮機(jī)運(yùn)行期間的油位穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)軸封附近的CO體積分?jǐn)?shù)由原來(lái)的480×10-6降至220×10-6，效果顯著。

(4)工藝參數(shù)優(yōu)化調(diào)整后，在保證設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，壓縮機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。在實(shí)際運(yùn)行過程中，C1401A/B的一～四級(jí)出口溫度接近跳車聯(lián)鎖指標(biāo)，但通過采取合理調(diào)節(jié)一回一手動(dòng)閥、四回一自調(diào)閥、級(jí)間安全閥副線，并及時(shí)聯(lián)系調(diào)度室以盡量減少后系統(tǒng)壓力的大幅波動(dòng)等措施，可以使壓縮機(jī)保持穩(wěn)定運(yùn)行。