如可提高氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)運(yùn)行效率

如可提高氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)運(yùn)行效率曹磊;徐迅【摘要】氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)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(dòng)力,氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)的運(yùn)行效率決定著氨合成過(guò)程中成本的主要因素.分析合成氨裝置運(yùn)行中,造成氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)打氣量低的原因，并采取相應(yīng)措施，提高氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)的打氣量，達(dá)到提高合成氨產(chǎn)量的目的.【期刊名稱】《壓縮機(jī)技術(shù)》【年(卷)，期】2014(000)006【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(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(yǔ)種】中文【中圖分類】TH45氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)在向大型、節(jié)能、提高產(chǎn)品的可靠性和運(yùn)行效率、降低能耗、改進(jìn)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(kuò)大，用戶對(duì)壓縮機(jī)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(lái)，氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)的規(guī)模和能力有了提升。高壓機(jī)的運(yùn)行效率主要與一段進(jìn)口的壓力、溫度和高壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期有直接關(guān)系。2.1提高煤氣進(jìn)口總管壓力經(jīng)過(guò)指標(biāo)調(diào)整后，高壓機(jī)一進(jìn)總管壓力由原4.0~8.5kPa調(diào)整到5~13kPa,實(shí)際由于管道阻力和吸氣量影響，6M50進(jìn)口壓力12.0kPa左右。根據(jù)廠家提供的計(jì)算書，高壓機(jī)進(jìn)口壓力在12kPa下，壓縮機(jī)軸功率為4767.93kW，電機(jī)功率4911~5483kW。如果6M50進(jìn)口壓力控制在10~10.5kPa,電機(jī)功率可控制在5000kW以內(nèi)，目前電機(jī)的額定功率為5000kW，能夠滿足。2.2通過(guò)改造降低煤氣進(jìn)口溫度6M50壓縮機(jī)4、5、6段水冷器上段余熱的回收改造，壓縮機(jī)4、5、6段排氣溫度達(dá)到150OC，通過(guò)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(guò)漠化鋰機(jī)組，冷卻水來(lái)冷卻壓縮機(jī)一段進(jìn)口煤氣溫度，以提高壓縮機(jī)的打氣量。3.1高壓機(jī)進(jìn)口一進(jìn)水封改造經(jīng)測(cè)算，一進(jìn)壓力以13kPa為基數(shù)，每升高1kPa，一進(jìn)氣量約增加600m3/h。(2)提高高壓機(jī)進(jìn)口壓力(最高至14kPa)，以保證一進(jìn)溫度升高時(shí)打氣量不隨之下降。根據(jù)高壓機(jī)進(jìn)口氣體溫度設(shè)置一進(jìn)壓力指標(biāo)，使打氣量既不下降，同時(shí)高壓機(jī)也不超負(fù)荷運(yùn)行。3.2通過(guò)低位熱能的熱源改造利用了壓縮機(jī)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(jī)組的熱源問(wèn)題，也解決了現(xiàn)有循環(huán)水裝置熱負(fù)荷過(guò)高問(wèn)題。通過(guò)原有的管路進(jìn)行技改，不增加設(shè)備及動(dòng)力消耗，主要需增加高壓機(jī)去機(jī)組熱水管道，單臺(tái)壓縮機(jī)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(fèi)用控制在10萬(wàn)元以內(nèi)。實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)5、6段熱水兩路接收，避免因低位熱能裝置熱源需要，而對(duì)影響水冷換熱效率，影響壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行及后系統(tǒng)打氣量平衡問(wèn)題。由于熱水經(jīng)過(guò)機(jī)組后，溫度還有701,當(dāng)氣溫較高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致合成循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)散熱負(fù)荷增加。車間通過(guò)外排這部分熱水，可以降低循環(huán)水進(jìn)水溫度，以實(shí)現(xiàn)節(jié)水，生產(chǎn)控本降耗。由于機(jī)組設(shè)計(jì)的熱源采用低品位熱水(85~901)作為熱源，如將熱水型機(jī)組改為蒸汽型機(jī)組，需要機(jī)組拆卸返廠改造。通過(guò)改造發(fā)生器和加裝冷凝水分離器，改造費(fèi)用預(yù)計(jì)在30~50萬(wàn)元，占該機(jī)組投資的50%，本次改造，減少了設(shè)備返廠改造的投資費(fèi)用。本次利用高壓機(jī)5、6段水冷器熱源改造后，未增加動(dòng)力消耗；機(jī)組熱水進(jìn)口溫度可以維持在80~85°C,冷水溫差在3~4C。高壓機(jī)煤氣進(jìn)口溫度在25~26°C以下，可以滿足項(xiàng)目改造目標(biāo)。低位熱能裝置在高溫季節(jié)使用后，可以降低高壓機(jī)由于一段進(jìn)氣溫度高，引起的2、3段出口溫度超標(biāo)問(wèn)題：一方面可以延長(zhǎng)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(wèn)題；另外一方面，可減輕循環(huán)水系統(tǒng)的熱量負(fù)荷，降低循環(huán)水溫度。經(jīng)過(guò)測(cè)算高壓機(jī)二出溫度在一進(jìn)溫度在25C以上時(shí)，2段、3段出口溫度均有上升4~5C，對(duì)整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的溫升也會(huì)影響2C以上，造成合成的水冷器、冰機(jī)冷凝器的冷卻水溫度高，改用清江水。4.1壓縮機(jī)氣閥攻關(guān)改造根據(jù)我車間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：車間共計(jì)13臺(tái)高壓壓縮機(jī)，2007年到2008年間，其中因連桿大頭瓦磨損引起高壓機(jī)振動(dòng)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(yán)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(guò)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(duì)氣閥的壽命印象也較大，通過(guò)分析，氣閥的開啟高度越高，氣閥回座密封時(shí)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(biāo)3.5-4mm，氣閥的開啟高度影響壓縮比及氣量，但仔細(xì)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(shí)靠近活塞端的距離來(lái)說(shuō)印象較小；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(lái)大大提高了氣閥壽命，現(xiàn)在使用壽命超過(guò)半年，部分超過(guò)9個(gè)月。氣閥改造后推廣：2010年我車間新上2臺(tái)6M50高壓機(jī)，2012年增加一臺(tái)6M50壓縮機(jī)，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(jìn)行改進(jìn)，并增加2只定位銷，現(xiàn)在使用壽命超過(guò)半年以上。4.2做好雙包機(jī)制為了使壓縮機(jī)長(zhǎng)周期，滿負(fù)荷運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)率高而降低能耗，注重抓緊平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)工作，堅(jiān)持雙包機(jī)制。壓縮機(jī)操作人員的職責(zé)主要是按規(guī)定指標(biāo)嚴(yán)格操作，保持各摩擦部位有良好的潤(rùn)滑和冷卻條件，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況和各段壓力變化，及時(shí)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(jī)工每天上崗巡回檢查，發(fā)現(xiàn)故障隱患及時(shí)處理，防患于未然。4.3實(shí)行計(jì)劃?rùn)z修制壓縮機(jī)要做到計(jì)劃?rùn)z修，每月一小修，每年一大修，無(wú)故障也要計(jì)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(duì)于壓縮機(jī)這些部位要重點(diǎn)加強(qiáng)檢修和記錄，每個(gè)月小修期間計(jì)劃性的對(duì)于各段閥門進(jìn)行拆檢，開車前對(duì)于氣閥及壓蓋進(jìn)行試漏檢查。5.1—進(jìn)安全水封和隔離水封加高2013年3月，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)和測(cè)量，將#1~7高壓機(jī)一進(jìn)隔離水封高度分別從1300mm加高至1500mm，在一進(jìn)總管壓力在13kPa下，可以提壓生產(chǎn)條件。5.2修改高壓機(jī)一段進(jìn)口總管壓力控制指標(biāo)2013年4~12月，通過(guò)理論計(jì)算和生產(chǎn)廠家對(duì)接，根據(jù)現(xiàn)有壓縮機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)參數(shù)，進(jìn)行反復(fù)計(jì)算驗(yàn)證后，進(jìn)行嘗試提壓，分階段從8kPa提壓至9kPa、10kPa、11kPa、12kPa、13kPa，期間對(duì)于高壓機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，滿足壓縮機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)，各段平衡力及軸功率均在可控范圍內(nèi)。從氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)的一系列改造后的運(yùn)行狀況分析來(lái)看，效果是明顯的。6M50壓縮機(jī)經(jīng)一系列的改造優(yōu)化后的運(yùn)行狀況看，效果是明顯的，從開車的1個(gè)月運(yùn)行周期，到目前平均45天，最高60天的運(yùn)行周期有明顯提升，它的長(zhǎng)周期運(yùn)行，對(duì)我公司的節(jié)能降耗工作作出了較大貢獻(xiàn)；對(duì)于6M50的水封改造及一進(jìn)煤氣的提壓降溫后，壓縮機(jī)的氣量同比上升了500~1000m3/h，壓縮機(jī)的能力提升，高壓機(jī)電耗下降10~15度/噸氨；解決了低位熱能裝置先天設(shè)計(jì)上的熱源不足問(wèn)題，提高了煤氣的換熱效率溫度2°C?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】[1]吳德榮.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[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(jī)的控制方案[J].中氮肥，2012,6:47-48.[3]董立新.往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)分析及消減措施[J].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