氯氣壓縮機在燒堿生產中的應用

郝文慧

(億利化學工業有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 014300)

內蒙古億利化學公司(以下簡稱“內蒙古億利”)設計產能為燒堿37萬t/a，PVC 50萬t/a。燒堿生產中使用的氯氣壓縮機采用的是國產機4H-3。該機自2007年投運以來，運行平穩，故障率低。

1 氯壓機技術參數

氯壓機型號4H-3，p出=0.301 9 MPa，p入=0.096 8 MPa，Q=3 750 m3/h。電動機型號YKK4500-2，電壓10 kV，功率400 kW，轉速10 500 r/min。增速器型號NGGS200-06-00，速比3.548。

2 氯壓機的工作原理

氯壓機是借助高速旋轉的葉輪，帶動氣體一起旋轉，使氣體產生很大的離心力和很高的流速。離心力使氣體的壓力增大，而高速使氣體的動能增加，擴壓器將動能轉化為壓力能，使氣體壓力升高。由于壓縮作功使被輸送氣體溫度升高，體積增大，輸送氣體的能力下降。因此，在級間增設中間冷卻器，來降低氯氣溫度，提高氯壓機輸送能力。

3 氯壓機主要零部件及其作用

內蒙古億利使用的氯壓機為三級壓縮，葉輪和軸加工成一體，統稱轉子，用來對氯氣作功，提高氯氣壓力。軸端密封采用迷宮密封和充抽氣密封相結合的方法。迷宮密封形式為曲折型梳齒密封，利用節流原理來阻止氣體泄漏。充抽氣密封是采用干燥氮氣來阻止氯氣外漏。轉子的軸向力平衡方式未采用平衡盤，而是采用1#、3#葉輪與2#葉輪反方向安裝來平衡大部分軸向力，剩余軸向力通過推力盤兩側的止推軸承來平衡，即主止推軸承和副止推軸承。轉子前后軸端安裝有徑向軸承，徑向軸承為滑動軸承，用來支持轉子使其高速運轉。徑向軸承采用可傾瓦軸承，其表面有1～2 mm巴氏合金，軸瓦背面有一個球面，可以在運動中隨著主軸撓度變化自動調節軸瓦位置，使軸瓦沿整個長度方向受力均勻。轉子上共有4個軸振動測點和2個軸位移測點，探頭采用本特利探頭。級間密封也采用曲折型梳齒密封，防止氯氣內漏。

4 氯壓機組的組成及各部分作用

氯壓機組由氯壓機、增速器、電動機、集裝式潤滑油站及中間冷卻器組成。其中集裝式潤滑油站用來提供系統潤滑，它由直聯式離心油泵、油箱、油過濾器和油冷卻器組成。氯壓機用來輸送氯氣，提高氯氣壓力，以滿足下游工序用氯要求。增速器用來提高氯壓機轉速，電動機轉速2 900 r/min,通過增速器將轉速提高至10 500 r/min。電動機提供動力。離心式油泵用來輸送潤滑油，使潤滑油在系統內進行強制循環。油箱用來存放潤滑油。過濾器用來過濾潤滑油中雜質，避免損傷氯壓機零部件。冷卻器用來調節潤滑油溫度，控制進氯壓機潤滑油溫度在規定范圍。中間冷卻器用來冷卻壓縮后的高溫氯氣，降低氯氣溫度，提高氯壓機輸氣能力。

5 生產運行中出現的問題及解決辦法

5.1 軸振動增大

軸振動增大的原因主要是徑向軸瓦磨損，須停機更換軸瓦。其次，測振探頭松動，須重新調整緊固。還有振動監測儀故障、數字信號和模擬信號轉化儀表元器件老化，須更換振動監測儀及二次表。再就是轉子長期運轉，葉輪有腐蝕，結垢嚴重，造成轉子不平衡，須返廠重新做動靜平衡。另外，氯壓機長期運行，使原來的找正位置發生一定量偏移，這種情況須停機重新找正。

5.2 軸位移增高

軸位移增高主要是止推軸瓦磨損造成，這種情況下要停機更換軸瓦。還有就是測位移探頭松動，要重新緊固或調整。此類問題在氯壓機運行中，發生的次數較少。

5.3 中間冷卻器列管泄漏

氯壓機中間冷卻器列管材質為Q235-A，管內走循環水，管外走氯氣。為防止氯氣含水造成氯壓機腐蝕損壞，循環水采用無壓回水裝置，使管外氯氣壓力大于管內循環水壓力。這樣即使列管漏，也是氯氣進入水中，而水不能進入氯氣中。中間冷卻器一旦發生泄漏，要立即停機更換，更換1臺中間冷卻器大約需要3 h。為及時發現中間冷卻器泄漏，日常巡檢過程中，要按時對中間冷卻器循環回水pH值進行檢測，如發現顯酸性，則說明中間冷卻器漏，要立即更換。

5.4 油壓差上漲

氯壓機用潤滑油經油箱通過油泵，經過油過濾器和油冷器進入氯壓機各潤滑點，必須保證潤滑油的清潔和油壓，才能保證氯壓機正常運轉。一旦油壓差上漲超過規定，要立即切換至備用過濾器，然后將堵塞的過濾器濾芯更換掉。內蒙古億利使用的是707網式過濾器，過濾精度25 μm。根據拆下的濾芯堵塞情況來看，主要是油內雜質長期累積造成。

5.5 電動機溫度升高

電動機溫度高的原因主要是軸承缺油，因此，要按規定時間和規定量添加潤滑脂。另外，要利用停機檢修機會，清理電動機風冷管。由于長時間運行，風冷管內集聚大量油泥，導致風冷管通道變小，使電動機散熱效果減弱，造成電動機溫度升高。

5.6 機蓋產生裂紋

氯壓機機蓋材質為HT250，其中1臺氯壓機上機蓋局部產生不規則裂紋，造成氯氣外漏。這是氯壓機運行以來首次出現此類問題。先采取不停機用糊玻璃鋼樹脂的方法堵漏，效果不理想。后停機用深度打磨后的鑄鐵焊條焊接，焊接完成后，帶量運行發現仍漏。后來在此基礎上，請專業帶壓堵漏公司用專用膠泥進行堵漏，固化后，帶量運行時基本不漏，為以后處理此類問題積累了有益的經驗。為了從根本上解決問題，聯系生產廠家重新制造了1臺機殼，更換后，徹底解決了該機的漏氯問題。

6 氯壓機運行中應注意的問題

6.1 喘振

防止喘振是氯壓機運行中極重要的問題，喘振能造成極大危害。在喘振時氣流產生強烈的往復脈沖，來回沖擊壓縮機轉子及其他部件，氣流強烈的無規律振蕩引起機組強烈振動，會造成軸彎曲，密封損壞，使軸向力增大燒毀止推軸承，破壞對中和安裝質量，使振動加劇，造成儀表失靈。

造成喘振的主要原因是壓縮機吸入流量不足，使壓縮機進入喘振區引起喘振。為防止喘振，一定要使壓縮機入口流量大于喘振流量。在供氣量小時，采取回流循環方法，增加入口流量。另外，正常工作時防喘系統必須投自動，一旦入口流量低，未能及時調節好，防喘系統就聯鎖停機，可以保護氯壓機不受損害。

6.2 潤滑油品質

軸向力的承載與平衡依賴于止推軸承中的推力盤與主副推力塊間的楔狀油膜，并將軸向力轉移至軸承支座上。因此，潤滑油的供給壓力是形成楔狀油膜并承載軸向力的關鍵。

如果油品質差，如機械雜質含量高，夾帶的固體顆粒會磨損止推塊上的巴氏合金。如油品的酸值增高，會使止推塊上的巴氏合金被腐蝕掉。如黏度過高或過低，都會影響供油壓力，直接與油膜的形成及承載能力有關。如油品抗乳化度時間長，使潤滑油乳化，供油壓力會受到影響。供油不足，使油膜承載能力下降，引起軸位移和軸振動變化。因此，每月必須做1次潤滑油四項指標分析，每季度做1次潤滑油全分析。根據分析結果，補加或更換潤滑油[1]。

6.3 維護保養

為確保氯壓機全年穩定運行，每年大修時聯系廠家技術人員到廠進行1次徹底的維護保養，具體內容如下。

(1)揭蓋檢查轉子、密封、瓦塊等部件，清除轉子各部位結垢和腐蝕物。檢查轉子腐蝕、沖刷、磨損等情況，如發現磨損，必須更換。

(2)測量轉子各部位徑向和軸向跳動，測量軸頸圓柱度，如有超標現象，及時調整。

(3)清除隔板組件的結垢和腐蝕物，檢查隔板沖刷、腐蝕和磨損情況。

(4)檢查各處氣封、油封、徑向瓦塊、止推瓦塊等處的間隙和磨損情況。

(5)主輔油泵檢查，對油箱進行滲漏檢測。

(6)對公共底座上的電動機、增速器和氯壓機進行找正檢查。

(7)對聯軸器進行檢查。

(8)清洗各測控探頭，檢查校驗儀表、電氣系統，確保儀表的準確性和可靠性。

檢修維護使各軸承的振動、瓦溫、回油情況、轉速和軸位移指標達到規定范圍，使主機運轉正常。

7 結語

氯壓機作為燒堿生產過程中氯氣輸送的關鍵設備，其運行正常與否直接關系到整個生產系統能否穩定運行，關系到公司全年生產任務目標的完成。只有熟悉和掌握氯壓機的結構和原理，正確使用和維護好氯壓機，才能發揮其最大效能，為企業增效。