200 kt/a稳定轻烃项目冷冻工段氨压缩机的设计优化

200 kt/a稳定轻烃项目冷冻工段

氨压缩机的设计优化

张建民，李爱玲

（新能能源有限公司，内蒙古 达拉特014300）

［摘  要］ 针对200 kt/a稳定轻烃项目冷冻工段氨压缩机设计中存在的问题，在详细设计过程中，从设备结构、整体布置和叶轮材料及焊接工艺等方面进行数据对比和分析，逐一进行优化，最终设计出性价比高的产品，满足了生产的需要。

［关键词］ 氨压缩机；叶轮；结构优化；布置形式优化；制造工艺优化

    ［中图分类号］ TH 452  ［文献标志码］ B  ［文章编号］ 1004-9932（2017）01-0057-02

新能能源有限公司主要从事煤化工生产。公司已建成投产一期600 kt/a甲醇项目，目前装置实现满负荷、稳定运行。二期项目以当地丰富的煤为原料，采用水煤浆气化、催化气化、加氢气化等工艺，配套变换、低温甲醇洗、甲醇合成、稳定轻烃等装置生产200 kt/a稳定轻烃，同时副产2×10⁸ m³/a LNG。项目于2015年6月正式启动，目前处于施工建设阶段。

200 kt/a稳定轻烃项目冷冻工段设置2台氨压缩机，大氨缩机组型号为(EZ56-6+2)+(EZ45-3+3)，小氨压缩机型号为 (EZ45-6+2)+(EZ45-3+3)，为生产系统提供冷量，属关键设备，机组的整体运行状况直接关系着系统的稳定运行与否。为满足生产需要，在详细设计过程中，公司与供应商技术研发部门密切配合，从设备结构、整体布置和叶轮材料及焊接工艺等方面进行数据对比和分析，不断优化整机设计方案，最终设计出性价比高的产品，确保了产品质量。现将设计过程中的优化情况简介如下。

1  氨压缩机结构优化

详细设计过程中，大氨压缩机高压缸型号由EZ45-3+3变更为EZ45-3+4，由6级叶轮变更为7级叶轮，2种方案的临界转速都远远超过API617标准规定的隔离裕度，且变更后大氨压缩机高压缸转子隔离裕度优于原方案；在保证出口参数不变的情况下，EZ45-3+4方案减小了叶轮直径和降低了叶轮的周速，对机组的安全运行更有利。详细情况见表1、表2。

      表1  2种方案大氨压缩机高压缸临界转速的对比

         表2  2种方案设备参数及工况的对比

2  氨压缩机布置形式优化

原设计2台氨压缩机布置形式均为低压缸+高压缸+汽轮机，从氨压缩机临界转速、汽轮机临界转速和整机的膨胀系数进行全方位分析，布置形式改为低压缸+汽轮机+高压缸更为合理。

2.1  氨压缩机分析

氨压缩机不同布置形式下临界转速的对比见表3。2台氨压缩机按照低压缸+高压缸+汽轮机的布置形式，小氨压缩机高压缸工作转速几乎与二阶临界转速相重合，大氨压缩机高压缸工作转速与其二阶临界转速避开率为11%；而若将布置形式改为低压缸+汽轮机+高压缸，2台氨压缩机高压缸工作转速与其临界转速避开率均超过20%，完全符合API617—2002的要求。

更多内容详见《中氮肥》2017年第1期