如可提高氢氮气压缩机运行效率

如可提高氢氮气压缩机运行效率曹磊;徐迅【摘要】氢氮气压缩机是合成氨生产中的关键设备之一，为气体输送或化学反应提供动力,氢氮气压缩机的运行效率决定着氨合成过程中成本的主要因素.分析合成氨装置运行中,造成氢氮气压缩机打气量低的原因，并采取相应措施，提高氢氮气压缩机的打气量，达到提高合成氨产量的目的.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷)，期】2014(000)006【总页数】3页(P30-32)【关键词】水封改造;低位热能;提压降温;节能【作者】曹磊;徐迅【作者单位】浙江晋巨化工公司，浙江衢州324004;浙江晋巨化工公司，浙江衢州324004【正文语种】中文【中图分类】TH45氢氮气压缩机在向大型、节能、提高产品的可靠性和运行效率、降低能耗、改进生产工艺方法等方面发展。随着氮肥行业生产规模的扩大，用户对压缩机的能量消耗、效率更加关心。我公司从2008年节能降耗改造以来，氢氮气压缩机的规模和能力有了提升。高压机的运行效率主要与一段进口的压力、温度和高压机的运转周期有直接关系。2.1提高煤气进口总管压力经过指标调整后，高压机一进总管压力由原4.0~8.5kPa调整到5~13kPa,实际由于管道阻力和吸气量影响，6M50进口压力12.0kPa左右。根据厂家提供的计算书，高压机进口压力在12kPa下，压缩机轴功率为4767.93kW，电机功率4911~5483kW。如果6M50进口压力控制在10~10.5kPa,电机功率可控制在5000kW以内，目前电机的额定功率为5000kW，能够满足。2.2通过改造降低煤气进口温度6M50压缩机4、5、6段水冷器上段余热的回收改造，压缩机4、5、6段排气温度达到150OC，通过水冷器上排换热改造，换热获得85~901热水供应低位热能装置使用，通过漠化锂机组，冷却水来冷却压缩机一段进口煤气温度，以提高压缩机的打气量。3.1高压机进口一进水封改造经测算，一进压力以13kPa为基数，每升高1kPa，一进气量约增加600m3/h。(2)提高高压机进口压力(最高至14kPa)，以保证一进温度升高时打气量不随之下降。根据高压机进口气体温度设置一进压力指标，使打气量既不下降，同时高压机也不超负荷运行。3.2通过低位热能的热源改造利用了压缩机段间热水，夏季热水外排，冬季热水回收。既满足了低位热能机组的热源问题，也解决了现有循环水装置热负荷过高问题。通过原有的管路进行技改，不增加设备及动力消耗，主要需增加高压机去机组热水管道，单台压缩机4、5段水冷器上排热水出口管，新安装管线约130m,—次底漆和保温及安装等费用控制在10万元以内。实现了压缩机5、6段热水两路接收，避免因低位热能装置热源需要，而对影响水冷换热效率，影响压缩机稳定运行及后系统打气量平衡问题。由于热水经过机组后，温度还有701,当气温较高时，会导致合成循环水系统蒸发散热负荷增加。车间通过外排这部分热水，可以降低循环水进水温度，以实现节水，生产控本降耗。由于机组设计的热源采用低品位热水(85~901)作为热源，如将热水型机组改为蒸汽型机组，需要机组拆卸返厂改造。通过改造发生器和加装冷凝水分离器，改造费用预计在30~50万元，占该机组投资的50%，本次改造，减少了设备返厂改造的投资费用。本次利用高压机5、6段水冷器热源改造后，未增加动力消耗；机组热水进口温度可以维持在80~85°C,冷水温差在3~4C。高压机煤气进口温度在25~26°C以下，可以满足项目改造目标。低位热能装置在高温季节使用后，可以降低高压机由于一段进气温度高，引起的2、3段出口温度超标问题：一方面可以延长气阀的使用寿命，避免油污在气阀阀片上由于高温结垢的问题；另外一方面，可减轻循环水系统的热量负荷，降低循环水温度。经过测算高压机二出温度在一进温度在25C以上时，2段、3段出口温度均有上升4~5C，对整个循环水系统的温升也会影响2C以上，造成合成的水冷器、冰机冷凝器的冷却水温度高，改用清江水。4.1压缩机气阀攻关改造根据我车间统计数据：车间共计13台高压压缩机，2007年到2008年间，其中因连杆大头瓦磨损引起高压机振动停车占9%;因活塞环磨损，打气量下降停车占5%;因活塞杆断裂停车1%；因水冷气效果差停车占5%;因填料漏气严重停车7%；其他零件磨损占23%；因气阀失效停车占50%。平均使用寿命为3周。通过分析，影响气阀寿命的因素有：阀片、弹簧、开启高度、气量的大小及每段气缸油水分离器的效果。原因分析后，将气阀的弹簧加粗，弹簧力增加，弹簧的材质提高。将改造后的气阀投入生产，气阀使用寿命大大提高。在后续慢慢摸索中，发现气阀的开启高度对气阀的寿命印象也较大，通过分析，气阀的开启高度越高，气阀回座密封时被气缸内碳渣等卡住的概率越大。起初，开启高度有检修指标3.5-4mm，气阀的开启高度影响压缩比及气量，但仔细分析，压缩比主要影响因素在于活塞与气缸的余隙，及气阀在气缸内安装时靠近活塞端的距离来说印象较小；并且，二出气阀数量较多（其它二出气阀开启高度不变），我们把气阀的开启高度放在3~3.5之间，取最小。这样以来大大提高了气阀寿命，现在使用寿命超过半年，部分超过9个月。气阀改造后推广：2010年我车间新上2台6M50高压机，2012年增加一台6M50压缩机，气阀从开车起，3段气阀阀片就是断裂，3天气阀就失效。我们将气阀弹簧孔的分布形式进行改进，并增加2只定位销，现在使用寿命超过半年以上。4.2做好双包机制为了使压缩机长周期，满负荷运行，运转率高而降低能耗，注重抓紧平时的维护保养工作，坚持双包机制。压缩机操作人员的职责主要是按规定指标严格操作，保持各摩擦部位有良好的润滑和冷却条件，根据运转情况和各段压力变化，及时发现和判断故障，与有关人员迅速加以处理。维修包机工每天上岗巡回检查，发现故障隐患及时处理，防患于未然。4.3实行计划检修制压缩机要做到计划检修，每月一小修，每年一大修，无故障也要计划性检修。如气阀、活塞环易坏，漏气，则降低了设备的效率，从而增加了电耗。因此，对于压缩机这些部位要重点加强检修和记录，每个月小修期间计划性的对于各段阀门进行拆检，开车前对于气阀及压盖进行试漏检查。5.1—进安全水封和隔离水封加高2013年3月，通过现场确认和测量，将#1~7高压机一进隔离水封高度分别从1300mm加高至1500mm，在一进总管压力在13kPa下，可以提压生产条件。5.2修改高压机一段进口总管压力控制指标2013年4~12月，通过理论计算和生产厂家对接，根据现有压缩机运行的数据参数，进行反复计算验证后，进行尝试提压，分阶段从8kPa提压至9kPa、10kPa、11kPa、12kPa、13kPa，期间对于高压机各项指标参数进行对比分析，满足压缩机设计指标，各段平衡力及轴功率均在可控范围内。从氢氮气压缩机的一系列改造后的运行状况分析来看，效果是明显的。6M50压缩机经一系列的改造优化后的运行状况看，效果是明显的，从开车的1个月运行周期，到目前平均45天，最高60天的运行周期有明显提升，它的长周期运行，对我公司的节能降耗工作作出了较大贡献；对于6M50的水封改造及一进煤气的提压降温后，压缩机的气量同比上升了500~1000m3/h，压缩机的能力提升，高压机电耗下降10~15度/吨氨；解决了低位热能装置先天设计上的热源不足问题，提高了煤气的换热效率温度2°C。【相关文献】[1]吴德荣.化工工艺设计手册[M].北京：化工工业出版社，2009:964-975.[2]杨德林.大型合成氨装置原料气压缩机的控制方案[J].中氮肥，2012,6:47-48.[3]董立新.往复压缩机工艺管道振动分析及消减措施[J].压缩机技术，2012,5:56-59.[4]杵杨波.氢氮压缩机改造为二氧化碳压缩机的开发利用[J].中氮肥，2013,5:35-37.22.储气罐应安装在气源系统的什么部位？答：气源系统中，储气罐一般都安装在后部冷却器之后，这样可防止油蒸汽和液态水在罐内的聚集，以尽可能降低安全隐患和提高气源其它设备的工作效果；另外，存储在罐内的空气温度较低也可以缩小本体容积。在大部分场合，储气罐都安装在干燥器的前面，以便利用储气罐具有的降温除水和稳压作用，使干燥器的负荷得以降低，并且使进入干燥器的空气压力比较稳定，这对干燥器运行是很有利的。但储气罐安装在干燥器前面也有如下缺点：若罐内有大量冷凝水积聚，液态水会随气流进入干燥器,增加其运行负载。另外，储气罐内壁若长期处于潮湿环境极易生锈，这不仅会影响本体的使用寿命,而且锈蚀剥落物会随气流进入下游设备造成诸多不利影响。为了避免上述情况的发生，对储气罐及时排污是非常重要的。在与螺杆压缩机等连续供气设备连用时，储气罐可安装在干燥器的后面，此时进入储气罐的空气