M53与MD187往复式压缩机联通运行改造总结
彭元波
（兖矿鲁南化工有限公司，山东 滕州 277500）
[摘 要] 针对兖矿鲁南化工有限公司尿素Ⅱ系统停产、尿素Ⅲ系统处于低负荷运行的状况，为降低装置整体电耗，拟将停产的尿素Ⅱ系统的M53 CO2压缩机（小机）与尿素Ⅲ系统的MD187 CO2压缩机（大机）联通运行。为此，对不同型号和压力等级多级往复式压缩机联通运行的可行性进行分析，并通过变工况热力复算及动力计算验证，确认方案可行。一大一小CO2压缩机联通运行改造实施后，不仅满足了尿素Ⅲ系统低负荷运行的需要，而且较之于开2台MD187 CO2压缩机（大机），装置节电效益非常明显。
[关键词] CO2压缩机；输气量；联通运行；热力学计算；动力校核；节能
[中图分类号] TH457 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2018）02-0039-03
1 概 述
兖矿鲁南化工有限公司现有2套尿素生产装置：第一套（尿素Ⅱ系统）设计产能200 kt/a，1992年投产，配套3台CO2压缩机，两开一备，型号M53/0.5-220，单台机组额定功率1 000 kW，输气量可达4 000 m3/h；第二套（尿素Ⅲ系统）设计产能400 kt/a，2007年投产，配套3台CO2压缩机，两开一备，型号MD187/0.25-156，单台机组额定功率3 044 kW，输气量可达14 000 m3/h。
因公司生产优化平衡，尿素Ⅱ系统目前停产，尿素Ⅲ系统处于低负荷运行状态，平均CO2气量约为17 000～19 000 m3/h。据公司的生产状况，尿素Ⅲ系统若MD187压缩机单机运行，其输气量无法满足系统生产的需要，而双机运行又需利用回路阀进行气量调节，造成压缩机做了大量的无用功，系统整体电耗高。而目前停产的尿素Ⅱ系统的M53压缩机，正常运行时单机气量能达4 000 m3/h，其功率较低，若M53和MD187压缩机各开1台，正好可满足尿素Ⅲ系统低负荷运行的要求。但因M53压缩机后工序无脱硫脱氢系统，氢气可能进入尿素Ⅲ系统的高压合成工序，使其尾气中氢含量升高而易形成燃爆性气体，威胁尿素Ⅲ系统的安全运行。因此，要想实现一大一小压缩机运行，须将M53压缩机送出的CO2气体并入尿素Ⅲ脱硫脱氢系统。为确认此项改造的可行性，进行如下变工况热力复算及动力计算验证。
2 可行性分析
2.1 M53和MD187压缩机的主要技术参数
M-53/0.5-220压缩机是M型排列的对称平衡式压缩机，四列、五级压缩，其中四、五级共用1个气缸，曲柄销半径为0.16 m，连杆长度为0.8 m，机械效率为92%，电机转速为300 r/min。MD187/0.25-156压缩机是M型排列的对称平衡式压缩机，六列、五级压缩，其中一级气缸有2个，曲柄销半径为0.18 m，连杆长度为0.9 m，机械效率为92%，电机转速为300 r/min。M53和MD187 CO2压缩机各级气缸有关技术参数见表1。
更多内容详见《中氮肥》2018年第2期