CO壓縮機優化運行總結

梁 慧，汪亮宇

(兗礦魯南化工有限公司 山東滕州 277527)

為滿足前后系統擴產的需要，兗礦魯南化工有限公司決定對凈化裝置進行升級改造，以擴大裝置的氣體處理能力。通過對凈化裝置的整體核算，結果表明僅需對部分設備及管道進行更換并增加1臺深冷壓縮機，即可滿足前后系統擴產的要求。根據核算結果，決定將現有的CO壓縮機用作深冷壓縮機。

該CO壓縮機(C1401A/B)由日本JSW鋼鐵公司制造，為六缸4級壓縮，輸氣量10 000 m3/h，于2004年投用。C1401A/B原設計輸送介質為來自造氣爐的粗煤氣，其壓力為0.025 MPa，含CO和CO2體積分數分別為65%～70%和28%～34%，并含有少量惰性氣體及水分。將C1401A/B用作深冷壓縮機后，輸送介質為來自深冷分離裝置的純CO(體積分數98.5%)，其壓力為0.025～0.040 MPa。由于輸送的介質發生了變化，給C1401A/B的安全穩定運行帶來了風險。為此，根據裝置實際情況，通過系統論證分析并采取切實可行的措施，以規避設備安全穩定運行的風險，實現了壓縮機在新裝置中的穩定運行。

1 優化聯鎖指標

通過對介質改變前后壓縮機各級出口理論溫度的計算(表1)，綜合專業壓縮機制造企業的意見，組織專業人員對壓縮機的聯鎖指標進行了調整，如表2所示。

表1 輸送介質變化前后壓縮機各級出口溫度理論計算結果 ℃

表2 壓縮機聯鎖指標調整對比

2 優化輸送介質進出口流程

2.1 增設壓力自調閥

來自深冷分離裝置的CO經4只自調閥減壓且不經過任何緩沖設備直接進入壓縮機，入口壓力波動頻繁，易引發壓縮機出口壓力和溫度的波動，造成壓縮機運行不穩定。采取的措施：在壓縮機入口總管線上增設壓力自調閥，遠程控制入口氣體的壓力；為防止入口管線超壓，增設了安全閥，2路排放氣匯合后再送往火炬系統放空。

2.2 增設緩沖裝置

輸送介質改變前，來自造氣爐的粗煤氣先進行預脫硫處理，然后經壓縮機加壓后依次通過脫硫塔、脫碳塔、有機硫水解槽、精脫硫槽、脫氧槽和脫氯槽，凈化后的CO再送乙酸車間。輸送介質改變后，為了穩定壓縮機的出口壓力，來自深冷分離裝置的CO先經壓縮機加壓，再經脫氧槽和脫氯槽緩沖后并入原CO總管調節閥前送乙酸車間。

3 進出口循環水流程優化

壓縮機C1401B設計用的循環水流量為250.0 m3/h，配置4臺回水管徑均為Ф 152.4 mm(6″)的水冷卻器，不考慮管道阻力，單臺水冷卻器的設計循環水量為62.5 m3/h，但實際單臺壓縮機的循環水量遠超設計值。由于設備布置原因，壓縮機C1401B是界區內循環水的末端用戶，夏季由于環境溫度高，循環水內容易產生淤泥，淤泥和沖刷下來的填料碎片會在末端匯集，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C1401B的一、二、三級循環水冷卻器的上水首先與一、二、三級溫度最高的出口氣體換熱，然后循環至氣體溫度最低點。為提高壓縮機C1401B的換熱效果，決定將一、二、三級循環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的出口氣體換熱，再循環至氣體溫度最高點。

4 軸封系統的改造

C1401A/B曲軸箱放空管道與中體放空管連通，在正常運行過程中，去中體置換用的氮氣閥處于常開狀態，而去曲軸箱的氮氣閥處于常閉狀態，故極易發生中體內的氮氣通過連通管進入曲軸箱而使曲軸箱帶壓的現象，造成軸封潤滑油泄漏。為消除軸封漏油，中體氮氣放空單設一路，使其與曲軸箱放空分離，同時增設分離裝置，對新增放空排出的微量油污進行分離。

5 優化工藝參數，調整操作方法

根據C1401A/B的實際運行工況，將一入壓力由原設計指標的25 kPa逐步提高至49 kPa，并根據C1401A/B各級出口氣體溫度，最終確定一入壓力的最佳指標值為45 kPa，此時壓縮機出口壓力保持在3.23 MPa。

將壓力自調閥PV4185的開度由25%逐步穩定控制在3%～6%并投自調，既能保證壓縮機入口管網壓力穩定，又能最大限度地減少CO放空量。

C1401B原設計的開車操作方式是先關一回一手動閥，再關四回一自調閥，禁止在一回一閥門完全關閉之前關閉四回一自調閥。輸送介質改變后，如果仍按照原有的方式操作，C1401B將因一級出口超溫而跳車。經反復摸索，發現在提壓時將C1401B的一回一手動閥開度保持在1/4圈時，一級出口溫度可以穩定在158 ℃以內，二級出口溫度可以控制在155 ℃以內，特殊情況下調整安全閥副線，可使壓縮機達到最優的平衡狀態。

6 結語

(1)增設緩沖裝置后，壓縮機出口壓力一直穩定控制在3.23 MPa左右；采用新增的壓力自調閥PV4185及時調整入口壓力，有效緩解了前后系統壓力波動對壓縮機穩定運行造成的影響。

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

(3)軸封系統改造后，壓縮機運行期間的油位穩定，現場軸封附近的CO體積分數由原來的480×10-6降至220×10-6，效果顯著。

(4)工藝參數優化調整后，在保證設備安全運行的前提下，壓縮機運行穩定。在實際運行過程中，C1401A/B的一～四級出口溫度接近跳車聯鎖指標，但通過采取合理調節一回一手動閥、四回一自調閥、級間安全閥副線，并及時聯系調度室以盡量減少后系統壓力的大幅波動等措施，可以使壓縮機保持穩定運行。