液氯制冷系統(tǒng)改造

王艷超

（中國石油吉林石化公司電石廠，吉林 吉林 132000）

中國石油吉林石化公司電石廠電解車間液氯生產(chǎn)能力1.2萬t/a，制冷系統(tǒng)是采用氨循環(huán)制冷工藝。制冷系統(tǒng)原有2臺8ASJ-17型壓縮機、2臺N62B型壓縮機。8ASJ-17型壓縮機的電機是非防爆型號的。

為了提高液氯裝置安全運行的可靠性，消除安全隱患，保證裝置安全穩(wěn)定運行，提高裝置技術(shù)水平，在2015年和2016年進行了2次技術(shù)改造。先后拆除了2臺N62B型號壓縮機和2臺8ASJ-17型號壓縮機，新增2臺LG20LZJA型螺桿壓縮機組和1臺臥式冷凝器。

經(jīng)過技術(shù)改造不僅實現(xiàn)了制冷裝置安全穩(wěn)定運行，而且液氯生產(chǎn)能力提高了0.8萬t/a。

1 改造方案

1.1 冰機選型

現(xiàn)在氯堿行業(yè)液氯制冷系統(tǒng)主要采用氨制冷工藝和氟利昂制冷工藝，冰機采用往復(fù)式壓縮機和螺桿式壓縮機。

氨制冷系統(tǒng)氨制冷工藝是傳統(tǒng)制冷工藝，工藝成熟、對環(huán)境污染小、制冷劑補充簡單、操作方便。中國石油吉林石化公司有液氨產(chǎn)品，在檢修充裝液氨和平時補充液氨時不用外購。氟利昂制冷工藝是新興制冷工藝，設(shè)備投資少，工藝流程簡單，操作控制簡單，但制冷劑補充需要外購，有的制冷劑產(chǎn)品品種受環(huán)保限制。根據(jù)本裝置實際情況仍然選用氨循環(huán)制冷工藝，以達到裝置現(xiàn)場改造工作量小，施工安裝工期短的目的。

壓縮機選用節(jié)能、維護工作量小的螺桿壓縮機。單臺冰機制冷能力285 kW，電機功率280 kW。2015年拆除原3號8ASJ-17型冰機，安裝1臺螺桿壓縮機，2016年拆除原4號8ASJ-17型冰機，又安裝1臺螺桿壓縮機，現(xiàn)有2臺螺桿壓縮機，實現(xiàn)一開一備。

1.2 增設(shè)一臺臥式冷凝冷卻器

液氯裝置制冷系統(tǒng)原有1臺蒸發(fā)式冷凝器，在生產(chǎn)中存在生產(chǎn)能力不足，冬季結(jié)冰等問題。特別是冬季結(jié)冰問題嚴重，操作人員每班需要清理結(jié)冰兩次。蒸發(fā)冷凝冷卻器冬季結(jié)冰不僅增加了操作人員工作量，而且影響安全生產(chǎn)。如果清理結(jié)冰不及時，通風(fēng)口凍堵，蒸發(fā)冷凝器換熱效果不佳，就會造成氨系統(tǒng)壓力升高，嚴重時會造成系統(tǒng)停車。為解決蒸發(fā)冷凝器凍季結(jié)冰問題，增設(shè)一臺臥式冷凝冷卻器。冷凝器換熱面積200 m2，設(shè)計操作壓力1.25MPa。臥式冷凝冷卻器與原來的蒸發(fā)式冷凝冷卻器并聯(lián)，一開一備，方便切換操作。

1.3 完善安全設(shè)施

結(jié)合本次改造，按設(shè)計規(guī)范要求新增加氨報警器和水噴淋裝置，在氨泄漏時及時報警以便及時處理，在事故狀態(tài)下使用水噴淋裝置能夠減輕氨泄漏造成的危害，這兩項措施對安全生產(chǎn)起到了積極作用。

2 改造過程

該項目2015年初公司安?；鹆㈨?，項目立項后進行了技術(shù)交流、方案論證、設(shè)備招標(biāo)、項目設(shè)計、材料采購等工作。制定了詳細實施計劃，以確保在不影響正常生產(chǎn)的情況下完成改造。

在裝置年度檢修前完成舊設(shè)備拆除、土建施工、管線預(yù)制。在2015年裝置年度大修期間完成一號螺桿壓縮機安裝，2016年裝置年度大修期間完成二號螺桿壓縮機和臥式冷凝器安裝，在沒有影響正常生產(chǎn)的情況下完成了改造任務(wù)。

3 改造后液氯制冷系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程

液氨由貯氨槽進入經(jīng)濟器，一部分氣化送入螺桿式制冷壓縮機入口（100%以上補氣閥開)。另一部分經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流使其壓力、溫度降低，進入氨蒸發(fā)器。液氨得到氯化鈣鹽水的熱量后氣化，同時氯化鈣鹽水被冷卻到-35～-22℃，氣化后的氣氨進入氨液分離器中，液氨靠重力回流到蒸發(fā)器中。氨液分離器出口低溫低壓的氣態(tài)氨被壓縮機吸入，經(jīng)壓縮后壓力、溫度均升高，高壓氨氣先經(jīng)油分離器分離出油，油進入油冷卻器，熱油被循環(huán)水冷卻，冷卻后的油經(jīng)油粗過濾器、油泵、油精過濾器、油分配總管、壓縮機冷卻、潤滑部位。氨氣進入臥式冷凝冷卻器或蒸發(fā)式冷凝冷卻器中被冷卻水冷凝成液氨，液氨自流到貯氨槽中以備再次循環(huán)使用。

4 改造后遺留問題及解決措施

2015年安裝的一號螺桿壓縮機組經(jīng)過一年多時間的運行，出現(xiàn)過幾次跳閘停車、油壓保持不住等問題，也出現(xiàn)過氨系統(tǒng)壓力高的問題。經(jīng)過認真分析后，提出整改措施，出現(xiàn)的問題得到了解決。

4.1 油壓保持不住

一號冰機經(jīng)過一年的運行后，在開車啟動時、加載時、正常運行時都出現(xiàn)過油壓下降現(xiàn)象，甚至造成跳閘。經(jīng)過分析其主要原因是檢修經(jīng)驗不足，油泵過濾器清洗不及時，過濾網(wǎng)堵塞，造成供油系統(tǒng)供油不足，油壓下降。

針對這一問題，采取了關(guān)小油泵回流閥、及時調(diào)整油壓、定期清洗油泵過濾器過濾網(wǎng)等措施，達到了預(yù)期效果。

4.2 控制臺開關(guān)鎖緊度不足

控制臺電源開關(guān)鎖緊度不足也是造成冰機跳閘的一個原因。在冰機運行時由于震動使開關(guān)逐漸回到閉合位置，造成冰機跳閘。原因判斷準(zhǔn)確后，增加了控制臺電源開關(guān)鎖緊度，再未因控制臺電源開關(guān)問題造成跳閘。

4.3 高壓氨系統(tǒng)壓力高

該裝置最早高壓氨冷凝冷卻采用立式冷凝冷卻器，使用一次工業(yè)水進行冷凝冷卻，后來又采用蒸發(fā)式冷凝冷卻器，高壓氨系統(tǒng)壓力一般小于1.1 MPa。現(xiàn)在采用臥式冷凝冷卻器，改為循環(huán)水進行冷凝冷卻，循環(huán)水溫度較高，高壓氨系統(tǒng)壓力高時達到1.2 MPa（本次改造設(shè)計操作壓力是1.25 MPa），雖然滿足設(shè)計要求，但是壓力偏高。為了制冷系統(tǒng)節(jié)能和保證安全穩(wěn)定運行，采取了兩項措施：一是夏季使用蒸發(fā)式冷凝冷卻器；二是與工廠協(xié)調(diào)適當(dāng)降低循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水溫度的措施。采取兩項措施后，使高壓氨系統(tǒng)壓力保持在1.1 MPa以下。

由于氨貯槽液氨回流管線直徑小，氨冷凝冷卻器內(nèi)液氨積存0.5 t左右，影響換熱效果。采取增加液氨回流副線的辦法得到解決。

5 冰機試運行時工藝控制的體會

按照工藝條件和生產(chǎn)需要使制冷裝置處于生產(chǎn)受控狀態(tài)是安全穩(wěn)定生產(chǎn)的要求，經(jīng)過試生產(chǎn)認為以下幾點是很重要的。

（1）回油控制?；赜烷y開得過大，就會有大量氨氣回流，降低冰機效率；回油閥開得過小，回油不完全，就會有一定量的油帶入蒸發(fā)系統(tǒng)，降低制冷系統(tǒng)效率。因此必須控制合理的回油閥開度。

（2）冰機入口壓力應(yīng)該保持穩(wěn)定。在氯氣液化生產(chǎn)負荷一定的情況下，保持蒸發(fā)器液氨液面穩(wěn)定，保持冰機入口壓力在-0.025～-0.02 kPa范圍內(nèi)。

（3）供油溫度要控制在40～55℃。油溫度過低，機油粘度大、油中溶解氨多，增加了冰機功率消耗。油溫度過高，冰機效率降低，也增加了冷凝冷卻器負荷。油溫高于65℃冰機聯(lián)鎖停車。

6 結(jié)語

通過兩次對液氯制冷系統(tǒng)改造，消除了液氯制冷系統(tǒng)的安全隱患，為裝置安全穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。裝置工藝控制參數(shù)合理、生產(chǎn)運行平穩(wěn)，達到了改造目的，滿足了生產(chǎn)需求。雖然一號冰機在生產(chǎn)過程中發(fā)生過跳閘等問題，但是通過上述改進措施得到了解決。今后要進一步加強設(shè)備維護保養(yǎng)和科學(xué)檢修，優(yōu)化生產(chǎn)操作，使液氯制冷系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保。