優化流程 提高表面冷凝器的真空度

錢 浩，馮德音，關小彪

（中石油塔里木油田分公司塔西南化肥廠，新疆澤普 844804）

塔里木油田分公司塔西南化肥廠合成氨裝置使用凱洛格工藝，日產600t合成氨。合成氨裝置表面冷凝器蒸汽冷凝液來自空氣壓縮機透平101－JT、合成氣壓縮機透平103－JT、氨壓縮機透平105－JT和高壓鍋爐給水透平泵104－JT乏汽，蒸汽冷凝液流量設計為36.6t／h。2010年8月裝置檢修開車后，表冷器的負壓一直在－55～－57kPa，與設計數據相差很大。對真空系統流程調整后，表冷器真空度提高了很多。下面介紹通過調整空氣壓縮機透平真空系統流程，提高真空度的方法。

1 空壓機透平缸體底部排凝疏水閥對真空度的影響

空壓機缸體底部一共有8個排凝疏水閥（1～8），兩個汽封冷卻器的疏水閥（11和12）和兩個排汽閥（9和10）。一般關閉的是除兩個汽封冷卻器疏水閥外的其余10個閥門。但實際上這些閥門并不都要關閉，有的閥門一旦關閉會對負壓造成極大影響，并由此降低機組的效率，加大高壓蒸汽的損耗。

如圖1所示，空壓機透平高壓缸的第二級汽封是由經V2閥后進入低壓級后引出的一部分蒸汽（圖中的加粗線）密封的，經迷宮密封降壓后一部分直接排入表冷器排汽管路，另一部分由汽封冷卻器抽出。這根管線在進迷宮密封前有一個疏水閥（5），用于機組停車后排出冷凝水，在機組正常運行期間必須關閉。如果機組開車后沒有關閉，這股蒸汽直接通過疏水管線進入表冷器，會極大地降低表冷器的真空。

2 空壓機透平軸端密封蒸汽降壓排凝疏水閥對真空度的影響

空氣壓縮機透平的軸端密封蒸汽由汽封調節器PV－0170自立式調節。去高壓端的密封蒸汽，一部分經迷宮密封，與低壓缸引出經密封后降壓的蒸汽混合，排入表冷器，一部分經閥14由汽封冷卻器189－C抽出，冷卻后回收進表冷器；去低壓端的密封蒸汽經迷宮密封后經閥15直接由汽封冷卻器189－C抽出（圖中虛線條）。

在密封蒸汽去高低壓軸端的管路上，有一根2″的管線通過閥13直接與表冷器相連。此閥以前在開車前后都處于常開狀態，停車后開此閥是為了排掉密封蒸汽管線中的凝結水，但開車后就應該關閉此閥。這股密封蒸汽是由0.35MPa蒸汽管網提供的，如果汽封調節器PV－0170后的壓力過大或旁路閥前的限流孔板損壞，那么由閥13進入表冷器的蒸汽就會降低系統的真空。這種情況對氨壓縮機也是一樣的，可采取相同的方法來提高其真空度。

調整后，空氣壓縮機和氨壓縮機的排汽壓力都下降了1kPa左右，表冷器的真空由－67.3kPa漲到－69.8kPa，而打開閥13（101－JT和105－JT）后，真空又都降到－67.3kPa。

圖1 空壓機透平101－JT汽水管路圖

3 空壓機透平高壓缸降壓排凝疏水閥對真空度的影響

閥9和閥10連接的管路從透平靠高壓缸第一道迷宮密封位置引出，這部分蒸汽也是軸端密封蒸汽的一部分。其通過迷宮密封后與由V2閥后引入的一部分蒸汽混合后繼續通過后面的迷宮密封往軸端流動（圖中長劃線和短劃線）。這部分混合的密封蒸汽一部分通過后續的迷宮密封排入表冷器，另一部分經閥14被汽封冷卻器抽出后冷卻回收進表冷器。這兩路混合后的蒸汽（圖中加粗線和短劃線）通過迷宮密封后，在進表冷器前壓力和流量都較高，直接排入表冷器勢必會降低表冷器的負壓。

將透平靠高壓缸第一道迷宮密封的蒸汽通過閥9和閥10以及其后的限流孔板減壓降溫后再排入表冷器，就能減少通過圖中短劃線的途徑去表冷器的較高壓力蒸汽量，同時也減少了去軸端蒸汽的量。而且從透平靠高壓缸第一道迷宮密封位置引出的蒸汽（圖中長劃線）壓力較由V2閥后引入的一部分蒸汽（圖中加粗的線條）高，打開閥9和閥10后就減少了其與V2閥后引入的這部分蒸汽（圖中加粗的線條）混合的蒸汽量，混合后的壓力也就相應降低，這就減少了整體流向軸端的蒸汽壓力和流量。引出的蒸汽通過閥9和閥10以及其后的限流孔板，使較高壓力的蒸汽通過軸端密封的流量減少，并降低了通過閥9和閥10去冷凝液總管的蒸汽壓力，使通過排汽管線排入表冷器的蒸汽壓力和流量都隨之下降，所以打開閥9和閥10可以極大地提高空壓機及表冷器的真空。

檢修后開車，表冷器的負壓一直在－55～－57kPa，在打開閥9和閥10后，真空上升到－67kPa左右，關閉這兩道閥后，表冷器負壓立即掉到－56～－58kPa，隨后再次打開這兩道閥，真空又上升到－67kPa。

在保證閥9和閥10常開的前提下（主要控制手段），關閉101－JT和105－JT的密封排汽閥13（輔助控制手段），同時關小外部密封蒸汽閥，減少進入表冷器較高壓力的蒸汽量，這樣就能將表冷器的負壓控制在－70kPa左右。

通過上述調節方法，在100%負荷的情況下，可將表冷器的負壓控制在－69.8～－71.8kPa范圍內。

4 結 論

通過對機組及汽水管路的研究和分析，找到了提高表冷器真空度進而降低空氣壓縮機透平排汽壓力的方法，提高了透平壓縮機的效率，降低了燃料氣的用量，達到了節能降耗的目的。