甲醇空分系統氧氣壓縮機增加機組打氣量的技術研究

杜淑平

(山西焦化集團有限公司，山西 洪洞 041606)

引 言

甲醇廠空分車間KDON6000/12000型空分裝置配套了3臺55/30型氧壓機，正常運行時為兩開一備；在甲醇二系統2×0.15 MPa負荷運行時，送往甲醇二系統的氧氣量略顯不足，有時會引起轉化氣中的甲烷含量偏高；系統減負荷運行，一直制約著甲醇二系統的滿負荷生產，為了使甲醇二系統達到滿負荷生產，提高甲醇產量，特提出二系統氧壓機增加機組打氣量的技術研究。

1 可行性技術論證

1.1 空分裝置產能論證

2#空壓機的額定打氣量為34 700 m3/h,額定電流為260 A，目前空壓機的電流為252 A，打氣量為35 300 m3/h,根據2#空壓機的性能曲線空壓機的負荷最大為額定打氣量的105%，最大打氣量為36 435 m3/h；結合空分裝置的負荷操作彈性為75%～105%，空分裝置的最大產氧量為7 138 m3/h，目前，配置的2臺氧壓機實際打氣量為6 000 m3/h根據后工序要求，計劃將6#氧壓機擴容，設計打氣量由原來的3 300 m3/h增至3 600 m3/h，在原有基礎上設計打氣量增加約300 m3/h氧氣；根據計算空分裝置的產氧量能滿足氧壓機改造后的氧氣用量。

1.2 增加機組打氣量的技術論證

根據空分二系統3臺氧壓機運行和檢修情況進行綜合評價，鑒于6#氧壓機自2012年投用至今已累計運行30 014 h，且在設備檢修過程中發現三級氣缸氣腔存在鑄造缺陷，為了確保設備的安全穩定運行，計劃將6#氧壓機氣缸更換為與一系統相同規格的氣缸，同時對機組相應的零部件進行更換。使設計打氣量由3 300 m3/h增加為3 600 m3/h，壓力不變。

一、二系統氧壓機主要參數對比如第176頁表1所示。

根據參數對比,并進行分析、設計計算得出如下結論：

1) 單臺氧壓機擴容后氣量同一系統，設計打氣量為3 600 m3/h，壓力為3.0 MPa。

2) 氧壓機的末級排氣壓力是由背壓決定的，氧壓機改造后和其他原有氧壓機并機后，并機的所有氧壓機的末級壓力是一致的。

3) 單臺氧壓機擴容后，氣量有所增加，氧壓機的末級排氣管道為DN150，能滿足要求。

4) 氧壓機匯總排氣管道能滿足擴容后氣量增加的要求。

5) 各級緩沖器、冷卻器能滿足改造后的緩沖、冷卻效果。

6) 二系統氧壓機電機功率為630 kW、轉速為494 r/min，與一系統相同，電機部分能夠滿足氣量增加的要求。

根據以上論證，需對氧壓機主機氣缸部分進行更換，曲軸箱及機身可以利用原設備，需要對氣缸及氣缸關聯部分進行更換；即將二系統氧壓機氣缸內徑改為同一系統氣缸內徑(一級Ф460 mm×2 mm改為Ф480 mm×2 mm，二級Ф360 mm改為Ф370 mm，三級Ф220 mm改為Ф230 mm)，同時相應的活塞、氣閥、閥罩及壓蓋等進行更換。

表1 一、二系統氧壓機主要參數對比

2 主要技術研究內容

對更新的新氣缸及備用的新活塞桿、連桿螺栓進行著色滲透探傷，并對新氣缸的管口方位、外形尺寸進行核算。

拆除主機各氣缸相連的氣路、水路管道。

拆除機組二、三級氣缸，將新氣缸試裝機組，連接螺栓孔對中合適氣缸管口與緩沖器管口連接合適。

拆除機組一級氣缸，將新氣缸試裝機組，連接螺栓孔對中合適氣缸管口與緩沖器管口連接。

拆卸出各級刮油器，吊出各級大頭瓦、連桿、十字頭。檢查各級大、小頭瓦磨損情況并調整軸瓦間隙，調整十字頭與滑道裝配間隙；檢查主軸瓦，測量軸瓦間隙；更換連桿螺栓及開口銷。

更換各級填料密封環；拆檢各級刮油器組件，檢查刮油環及密封環磨損情況，間隙復查合格回裝機組。

更換各級活塞體、活塞桿、銅螺母、活塞環、導向環，各級活塞組件裝配符合要求回裝機組。

對各級氣缸進行就位對中，調整氣缸與機身的同軸度，對氣缸進行定位組裝，并對氣缸內壁及氣腔進行脫脂；將各級緩沖器及附屬管道內部檢查、清理脫脂后回裝。

油箱清理干凈，更換油箱內置過濾網和外置油過濾芯；清洗油冷卻器，更換潤滑油。

對氧氣入口過濾器進行檢查、銹渣清理、管內脫脂后回裝。

各級氣缸夾套上、下水管接頭配置安裝。

機組整體安裝完進行空負荷、負荷試車。

3 運行情況及效果評價

項目于2020年8月份實施完工，8月18日正式投入運行，通過8月19日20：00至21日20：00對該技術研究項目進行了72 h滿負荷運行考核，根據運行考核數據分析，項目研究達到了預期效果。

選取了4#、6#氧壓機雙機組7月12日～7月14日運行的工藝指標作為對比，具體見表2。

表2 運行工藝指標

選取了4#、6#氧壓機雙機組8月19、8月20日、8月21日運行工藝指標作為對比，具體見第177頁表3。

技術研究前，7月12日至7月14日4#、6#氧壓機雙機組運行，日平均機組外送氧氣產量為5 982 m3/h；技術研究后，4#、6#氧壓機雙機組運行8月18日至8月20日72 h期間，日平均機組外送氧產量6 213 m3/h。由以上數據可見，技術研究前后，機組外送產量增加了230 m3/h；

表3 運行工藝指標

4 經濟效益評價

增加氧氣產量按200 m3/h進行計算。每增加200 m3/h氧氣量，能滿足1 000 m3/h焦爐氣所提供氧氣，1 000 m3/h焦爐氣每小時能生產0.5 t粗醇，0.5 t粗醇折合為0.425噸精醇。

以2020年1月～6月平均銷售價格1 496.6元/t計算，每天增加產值0.425×1 496.6=636元。每年以8 000 h進行計算，每年可增加凈產值約508萬元。

5 社會經濟效益

通過6#氧壓機打氧氣正式并入系統運行至今，機組運行穩定，技術研究前、后工藝指標對比如表4。

表4 技術研究前、后工藝指標對比

6#氧壓機進行更新后機組打氣量增加了200 m3/h～300 m3/h，甲醇二系統負荷由雙機0.15 L至雙機0.18 L，每小時多生產甲醇約2 t～3 t，一年多生產約2萬t甲醇。

6 結語

此項目的完成，增加了二系統氧壓機機組的打氣量，滿足了后工序對氧氣量的需求，使甲醇二系統達到了滿負荷生產，提高了甲醇產量。