摘要:压缩机是输送气体并提高气体压力能的机器。在石油化工厂中,压缩机主要压缩原料气、空气或中间过程的介质气体,以满足石油化工生产工艺的需要。本文简要的阐述了压缩机记得组成结构、现状及提高打气能力的技改,仅供参考。
关键词:空气压缩机;对策;技改
当前,我国企业在气动技术使用中普遍存在效率偏低,浪费严重,节能意识淡薄等问题,致使15-20%的工业用电全部用于压缩空气,造成我国在气动系统上每年耗电量高达2000亿度以上,企业运营成本居高不下,且大量能耗增加了碳排放量,造成环境污染。
一．压缩机组的组成和结构
空气压缩机组由压缩机和燃气轮机两部分组成,压缩机由低压缸、齿轮增速箱、高压缸、4台 段间冷却器和分离器组成。燃气轮机属于工业重型燃气轮机,用蒸汽透平 KKK启动。压缩机和燃气轮机共用空气入口分离器和油系统。空气压缩机的高、低压缸均为水平剖分式 结构,级间密封、轴封和平衡盘密封均采用迷宫式密封,所不同的是在平衡盘外圆表面与密封齿对应的部分设置有沟槽,形式曲折,以增强密封效果。空气压缩机的高、低压缸之间设有齿轮增速箱。在第 1、2、3、4段压缩后,分别设有冷却器和分离器,以冷却、分离其中的水。
1.油循环系统
在启动前,首先启动油泵控制系统,油泵控制系统启动后保证空压机各润滑部件润滑良好,同时油泵控制空气压缩机系统可通过内置的温控阀来调节内部油压和油温,以满足系统需要。
2.水路循环系统
冷却水通过管道进入空压机中间冷却器对一级压缩排出的气体进行冷却降温,再进入后冷器对排气进行冷却,另一路冷却水进水管道经过主电机上部的两组换热器冷却电机绕组,还有一路对油冷却器进行冷却。
3.配电系统
空压机为2000kW高压电机(10kV)采用全压启动,控制柜为户内交流、金属铠装抽出式开关设备,开关设备由固定的柜体和可抽出部件即手车两大部分组成,实现控制、保护、监测的目的,具有“五防”功能。
4.气路循环系统
压缩机工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统,为避免系统中的气体倒入压缩腔内(避免带压起动)在压缩机的排气管道安装有一只悬挂全启式止回阀,压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器,然后进入一级后冷器,二级后冷器,再进入排气主管道气路循环系统
压缩机工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统,为避免系统中的气体倒入压缩腔内(避免带压起动)在压缩机的排气管道安装有一只悬挂全启式止回阀,压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器,然后进入一级后冷器,二级后冷器,再进入排气主管道。
5.屏保护系统
中央信号装置分为事故信号和预告信号两种。事故信号的主要任务是在断路器事故跳闸时,能及时地发出音响信号,并使相应的断路器灯光位置信号闪光。预告信号的主要任务是在运行设备发生异常现象时,瞬时或延时发出音响信号,并使光字牌显示出异常现象的内容。
二．压缩机现状
1.输氧量不足
空气压缩机组在装置生产运行中存在输氧量不足的问题。在冬季空气富裕的情况下,机组可向双氧水厂、包装厂、制氧厂等单位提供空气,这些单位的空气压缩机站可以停运,节约了大量的电能。
然而在夏季环境气温很高时,空压机组不但无法向这些单位提供空气,而且连合成氨系统自身使用的空气都无法满足,必须开启仪表空气压缩机,才能保证高负荷生产。
2.压力损失
管路连接形式不合理,管路接入混乱。管径管长不合理,管径过小会导致管路沿程压力损失大。换向电磁阀与执行气缸之间管路复杂会造成压力损失,空压机过滤器滤器阻塞,导致进出口侧压力差增大,空压机需要更多工作来弥补压力损失。
3.过度供压
单一粗放式压力供给,不同的气动设备对供气量及供气压力要求都是不同的,低压需求占主导地位,仅少量位置需要高压的场合,为了达到高压设备的要求,盲目提高供气压力,不仅造成供压浪费,还有可能对低压设备造成损坏。
三．提高打气能力的几个技改方向
1.在庄缩机入口设置氨冷器
从压缩机的运行数据来看,空气的入口环境温度,对其打气能力有着重要的影响,温度升高对空气参数的影响主要有两个方面:一是在进气压强和分子量不变时,对同一进气容积流量有:G1／G=T／T1,可见,温度Tl升高,质量流量G1下降;二是温度升高后,相对湿度增加,干基比例下降,同样负荷下,空气中分离出的冷凝水量增多。这两方面均导致了空气实际供应能力的下降。如何降低人口空气的温度呢?一个比较直观的想法,就是设置一台氨冷器降温,并分离空气中的水。经计算可知,假设环境温度38cc,将入口空气冷却至2。C,需要功率约270kW,所需功率可由经过改造的 氨冷冻回路的大冰机提供。
2.在压缩机入口设置鼓风机
在设计上,压缩机对入口空气的压力要求范围是:≥一12mbar,因此,在压缩机人口设置一台鼓风机,将空气压力提高至正压,可以有效提高打气能力;在安装位置上,可以将消音器取而代之。
3.对压缩机内件进行改造
该压缩机内件是以一元流模型为基础设计的,这种模型本身具有一定的缺陷,并不能准确反应流体的流动状态,现在已发展到用三元流模型来设计压缩机内件,部分大型氨厂的压缩机已应用此模型进行改造,取得了良好的效果,可提高打气能力20％左右。内件改造的方向主要有三个:①转子组件,②隔板,③密封。此外,其它零部件不作改动。从该压缩机的检修情况来看,大部分隔板与壳体之间锈蚀严重,无法拆卸,所以,①、②两个方向的改造无法进行,只能对密封进行改造,但除两端轴封相对容易之外,级间迷宫密封、平衡盘密封拆卸也比较困难,但作业位置比较方便,克服困难还是可以拆卸的。密封改造主要是选用软密封,材质由有机合成材料加添加剂组成,工作时,转子上部分短的密封齿可切入到静止件的软密封中,有效地形成错列状迷宫密封,可减少泄漏损失,提高机组打气能力。
4.增设一台空压机组
利用闲置的发电蒸汽透平85MT01,在发电机的位置上,再增设一台空压机组,可满足所有用户对空气的需要,包括今后新上煤化工等项目用空气,也可基本满足。针对上述四个技改方向,可进行论证,选择可靠的方案,借大修的机会,逐步实施。
5.蒸汽透平
燃气轮机辅助蒸汽透平简称 KKK小透平,其作 用:①用作燃气透平机组的起动机,驱动燃气透平 高压轴完成“拖动 ”、“点火”、“暖机”、“加速 ”等起动程序;②在燃气透平出力不足时,小透平与燃气透平联合同步运行,起到辅助加力的作用。自2009年6月17日开启 KKK加力之后,运行情况良好,在开启仪表空气压缩机的情况下,基本满足合成氨装置的满负荷生产,但无力外送空气。
结语
压缩空气的节能工作刻不容缓,无论面对怎样的现场环境,都要确立节能的四项原则:削减泄漏,改善喷嘴,降低压力,台数控制。进行详细的现场评估,积极寻找节能改善点,测量现场的压缩空气使用现状并提出节能改善建议。制定节能方案,计算节能空间。通过测量节能方案的效果来对节能改善效果进行评估。相信通过上述的节能新思路,能够大大降低压缩空气的能耗及成本,实现企业的利润最大化。