國產(chǎn)LYJⅢ-0.35/10 000大型氯氣透平壓縮機(jī)使用總結(jié)

鄭陽偉，胡智勇，廖永金

（乳源東陽光電化廠，廣東 韶關(guān)512700）

乳源東陽光電化廠擁有25.5萬t/a離子膜燒堿生產(chǎn)能力，一期為5.5萬t/a，二期為20萬t/a。二期配備25萬t/a（LYJⅢ-0.35/10 000）、17萬t/a（LYJⅢ-0.35/6 800）、10萬t/a的氯氣透平壓縮機(jī)各1臺(tái)，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)負(fù)荷，并儲(chǔ)備有足夠的備用機(jī)組。其中LYJⅢ-0.35/10 000機(jī)組于2018年4月安裝后投入運(yùn)行，使用至今，各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)行穩(wěn)定。

1 LYJⅢ-0.35/10 000氯氣透平壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

氯氣透平壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，憑借葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使氣體受到離心力的作用而產(chǎn)生壓力。即把葉輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，轉(zhuǎn)換成氣體的勢(shì)能，提高了氣體的壓力和氣體的速度。同時(shí)高速氣體在流經(jīng)擴(kuò)壓器、蝸殼等過流元件內(nèi)作擴(kuò)壓流動(dòng)，氣體速度逐漸減低，動(dòng)壓轉(zhuǎn)換成靜壓，氣體壓力又得到提高，從而完成氣體壓縮過程。

該機(jī)組采用整體齒輪增速組裝型式，各透平壓縮缸體、齒輪箱和潤滑油站集裝成一體，減少占地面積，單層廠房布置，方便安裝檢修，提高機(jī)械效率。增速齒輪箱與軸密封釆用水平剖分設(shè)計(jì)，各壓縮缸體懸臂布置在增速齒輪箱兩側(cè)，任一級(jí)均可單獨(dú)拆檢，維修十分方便。葉輪采用閉式三元流葉輪，效率比半開式直葉片葉輪高約5%～10%。采用梳齒迷宮密封，其原理是氣流通過密封齒與氣封環(huán)之間的間隙時(shí)，速度有所增加，但壓力、溫度下降。當(dāng)進(jìn)入兩梳齒之間的空間時(shí)，截面突然增大，形成很強(qiáng)的渦流，從而使速度減小，幾乎靜止，而壓力基本保持不變，即等于間隙中的壓力，溫度回復(fù)到間隙前的數(shù)值。這樣，每當(dāng)氣體通過一次間隙，壓力就下降一次，直至降為平壓。該機(jī)在壓縮缸體與齒輪箱之間的氣體密封依次設(shè)有回抽腔、混合腔、充氮腔、排空腔。由缸體漏入回抽腔的氯氣被回抽至一級(jí)缸體入口；在混合腔中，由回抽腔漏入的氯氣和由充氮腔中漏入的氮?dú)庀嗷旌希畔虼温任账幚恚怀涞挥糜诔淙朊芊庥玫獨(dú)猓宦┤肱趴涨坏牡獨(dú)馀湃氪髿猓拭芊饪煽縖1]。

2 氯氣透平壓縮機(jī)的自動(dòng)化

隨著社會(huì)的發(fā)展，用人成本逐年提高，以及國家對(duì)化工企業(yè)安全生產(chǎn)的要求越來越高，自動(dòng)化是化工生產(chǎn)的必然方向。LYJⅢ-0.35/10 000氯氣透平壓縮機(jī)加強(qiáng)了自動(dòng)化設(shè)計(jì)，進(jìn)口管、回流管和出口管都安裝了氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，所有自動(dòng)閥門的信號(hào)引入PLC控制柜，該柜可在現(xiàn)場安裝，通過Modbus或以太網(wǎng)通訊將所有數(shù)據(jù)傳入DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)組態(tài)后，氯氣透平壓縮機(jī)的運(yùn)行實(shí)時(shí)參數(shù)都可以DCS系統(tǒng)顯示，通過數(shù)據(jù)可對(duì)氯氣透平壓縮機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制。該方案簡單易行，穩(wěn)定性高。氯氣透平壓縮機(jī)離DCS室有一段距離，如果將所有信號(hào)線接進(jìn)DCS室，投入較大，操作繁瑣。

自動(dòng)化改造后的開機(jī)方法。將氯氣透平壓縮機(jī)入口、出口閥門全關(guān)，自動(dòng)和手動(dòng)回流閥門全開，機(jī)組開起空轉(zhuǎn)。倒氯氣前將入口、出口的手動(dòng)閥門全開，讓自動(dòng)閥控制。開始少量氯氣進(jìn)入氯氣透平壓縮機(jī)后，關(guān)小手動(dòng)回流閥，讓不純的氯氣去廢氣處理。待氯氣純度提高后，逐步關(guān)小去廢氣處理的閥門直至關(guān)完，打開出口自動(dòng)閥將氯氣送至下游工序。關(guān)小手動(dòng)回流閥直至關(guān)完，然后才使用自動(dòng)回流閥調(diào)節(jié)，通過入口自動(dòng)閥和自動(dòng)回流閥調(diào)節(jié)生產(chǎn)負(fù)荷，同時(shí)觀察機(jī)組電流、氯氣壓力等相關(guān)參數(shù)。

3 運(yùn)行情況

氯氣透平壓縮機(jī)自2018年4月投運(yùn)以來，除計(jì)劃檢修2次外，一直運(yùn)行平穩(wěn)。主要運(yùn)行指標(biāo)見表1。

從實(shí)際生產(chǎn)看，該機(jī)組已滿足了乳源東陽光電化廠目前20萬t/a燒堿的氯氣輸送。從機(jī)組的進(jìn)口閥、回流閥、氯氣系統(tǒng)大回流的開度及主機(jī)運(yùn)行的電流看，該機(jī)組實(shí)際能力可以達(dá)到25萬t/a（折百）燒堿。從高速軸振看，機(jī)組運(yùn)行相當(dāng)平穩(wěn)，比原其它廠家的機(jī)型有很大提高，可靠性也進(jìn)一步提升。

該機(jī)組操作彈性大，生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)。雖然生產(chǎn)負(fù)載很大，但能從電解槽剛開始升電流的低負(fù)荷開始就可帶氯氣，直到20萬t/a的電解槽電流升滿都可以帶完，即0～20萬t/a的任意負(fù)荷都能處理。為保證整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，對(duì)機(jī)組內(nèi)的聯(lián)鎖條件僅投入了“油壓低聯(lián)鎖”，除該聯(lián)鎖條件外，其它參數(shù)只報(bào)警，不聯(lián)鎖。如“高速軸振”的探頭異常或沒有數(shù)據(jù)時(shí)，機(jī)組運(yùn)行正常，不會(huì)聯(lián)鎖停車，可堅(jiān)持到計(jì)劃停機(jī)檢修時(shí)再更換，避免因軸振探頭的“假”信號(hào)導(dǎo)致全廠停車。

表1 氯氣透平壓縮機(jī)運(yùn)行指標(biāo)

4 機(jī)組改進(jìn)

為了降低氯氣透平機(jī)壓縮機(jī)的油箱溫度，節(jié)省冷卻水用量，公司在設(shè)備制造商的指導(dǎo)下，將油泵出口管的三通改成彎頭，潤滑油全部經(jīng)過油冷卻器換熱。在油冷卻器后面的油管上增加三通，引支管去溢流調(diào)壓閥處，使冷卻后的潤滑油在保證油壓的前提下部分溢流回油箱。改造后氯氣透平壓縮機(jī)的油冷卻效果明顯提高，冷卻水耗量大幅下降，油冷卻器的冷凍水閥門過去全開供油溫度還偏高，現(xiàn)在只開少許即可。油箱溫度由60℃降至40℃，供油溫度，高速軸前、后軸承溫度，輸入軸前、后軸承溫度有所下降，降低了設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，有利于提高設(shè)備使用壽命。

降低氯氣透平機(jī)壓縮機(jī)入口氯氣溫度，可增大機(jī)組能力。干燥塔的出口溫度為15℃左右，通過對(duì)氯氣管道和酸霧捕集器外殼保溫，可將氯氣透平機(jī)壓縮機(jī)的一級(jí)氯氣進(jìn)口溫度控制在20℃左右。相比未加保溫的30℃，回流可增加5%左右，機(jī)組抽力也明顯增大。

氯氣透平壓縮機(jī)入口管道適當(dāng)放大，也可提升機(jī)組能力。LYJⅢ-0.35/10000氯氣透平壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的入口管道為DN500，將入口管道改至DN600，減小干燥塔的出口至氯氣透平壓縮機(jī)入口的管道阻力。改管后回流可增加7%左右，機(jī)組抽力也明顯增大。

5 結(jié)語

綜合以上優(yōu)點(diǎn)及在該公司實(shí)際運(yùn)行效果，表明大型系列氯氣透平壓縮機(jī)是成熟可靠的，通過適當(dāng)?shù)倪x型搭配，可以有力的保障生產(chǎn)，取得良好的節(jié)能效果。