山东兖矿峄山化工有限公司有7台6M32—160/320往复活塞式氮氢气压缩机,额定排气量为160 m3/min,单机年产合成氨2万t,是合成氨生产系统的重要机组。通过对6M32氮氢气压缩机排气量的影响因素进行分析后,采取相应改进措施,使压缩机的排气量达到最佳状态。
气缸止点余隙的影响
当止点余隙较大时,在吸气时余隙内的高压气体会膨胀而占去部分容积,造成吸入的气量减少,使压缩机的生产能力降低。余隙过小也不利,因为这样气缸中活塞容易与气缸缸盖发生撞击而损坏机器。所以,压缩机的气缸余隙一定要调整适宜,余隙容积通常为5%~12%。
采取措施:保证安全的前提下采取适宜的活塞止点间隙,严格控制在(5±0.5 )mm。
一段缸吸入的半水煤气夹带煤焦油硫磺颗粒的影响
脱硫后的半水煤气中夹带的煤焦油、硫磺颗粒进入压缩机压缩后,因高温形成积炭附着在压缩机进出口气阀上,将使气流通道面积减小,气流阻力增大,造成吸气量减小,降低了压缩机排气量;积炭附着在冷却器管道内壁上,降低了冷却器的换热效果,使一级、二级排气温度升高,造成气量不实,导致压缩机排气量降低;当煤焦油积炭附着在活塞环、活塞环槽上时,可导致活塞环卡在活塞环槽内,弹起不灵活或无法弹起,影响活塞环与气缸镜面的密封,使排气量降低。
采取措施:大修时在半水煤气总管上增加焦炭过滤器1台,在半水煤气总管上增加2个冷凝液排放点,定时排污,使半水煤气中夹带的煤焦油在进压缩机一段前大部分被除掉;除焦油装置正常生产时关闭近路阀,打开2个切断阀,使半水煤气先经过焦炭过滤器除煤焦油后,再进入压缩机一段气缸;焦炭吸收效果变差需要更换时,关闭2个切断阀,打开近路阀;压缩机一、二级缸吸气阀采用新型PEK防污气阀。
一段缸吸入的半水煤气温度的影响
压缩机气缸的容积固定不变,如果吸入气体的温度过高,由于气体热膨胀,分子间距离增大,吸入气缸的气体密度会减小,造成压缩机的生产能力降低,进而影响合成氨产量。压缩机的进口温度每升高10 ℃,打气量下降约10%。
采取措施:进入夏季及时投用溴化锂冷却系统,使压缩机一段吸入的半水煤气温度控制在20 ℃以内。
一段缸吸入的半水煤气压力的影响
当往复式压缩机吸气温度和排气压力不变时,压缩机的排气量同吸气压力之间存在较好的线性关系,随着吸气压力的提高,压缩机的排气量成正比例增加。然而,改造前压缩机主要运转部件(如曲轴)多次出现断裂事故,使压缩机一段缸吸入的半水煤气压力很长一段时间控制在0.039 MPa以下,对压缩机的排气量造成很大影响。
采取措施:通过对6M32压缩机曲轴进行改造(对缺陷表现突出的3台氮氢机进行了改造)、轴径由原来的240 mm增加到260 mm,解决曲轴受力强度不足的问题。改造后压缩机运行平稳,一段缸吸气压力也提高到了0.046 MPa以上。
压缩机本体阀门内漏造成气体损失
压缩机六级压缩各段放空阀、安全阀内漏,压缩各段油水排放阀内漏,压缩后的气体通过排油管线又返回一段,重复压缩做无用功,这些都会降低压缩机排气量,造成气体损失。
采取措施:用可燃气体监测仪测量卸压放空管,放空管气体浓度应小于50×10-6,确保放空阀、安全阀无内漏;排油阀因开启频繁易内漏,出现内漏要关死油分根部排油阀,避免漏气,然后利用停车之机更换。
通过采取以上措施,消除了影响压缩机打气量的不利因素,保证了压缩机的排气量与合成氨的高产,公司吨氨耗无烟煤降到了1100 kg以下,取得了较好的经济效益。