阅读内容

水煤气压缩机系统节能降耗优化改进小结

[日期:2021-04-14] 来源:《中氮肥》2021年第2期  作者: [字体: ]

张亚茹,郭振华

(河南能源化工集团安化公司,河南 安阳455133

 

       [摘  要]河南能源化工集团安化公司200 kt/a煤制乙二醇装置外围配套净化系统有56M40水煤气压缩机,为净化系统的主要动力消耗设备,20201月在乙二醇装置四机(4台水煤气压缩机运行)100%负荷运行时,水煤气压缩机运行电流高达356 A2018年运行电流为319 A),造成净化系统用电量增加,乙二醇生产成本增高。经分析与排查,认为水煤气压缩机运行电流上涨的主要原因在于回路调整量大致有效气体重复压缩、水冷器管程和壳程堵塞致各级出口气体温度高、缓冲罐污物产生阻力和变换系统阻力高影响水煤气压缩机背压、零部件故障率高致水煤气压缩机功耗增加。采取一系列节能降耗优化改进措施后,水煤气压缩机的运行电流降至320 A,实现安全、稳定、高效运行,净化系统耗电量明显下降,乙二醇生产成本得以有效降低。

[关键词]乙二醇装置净化系统;水煤气压缩机;运行电流高;原因分析;运行效率低;节能降耗;优化改进;效果与效益

[中图分类号]TQ223.16+2   [文献标志码]B   [文章编号]1004-9932202102-0068-05

 

0   

河南能源化工集团安化公司(简称安化公司)拥有200 kt/a煤制乙二醇生产能力,气化系统以无烟块煤为原料,采用常压间歇式煤气发生炉(UGI型)生产水煤气,共有煤气炉24台,含8φ2 650 mm煤气炉和16φ2 800 mm煤气炉。产出的煤气经常压脱硫、二级电除尘、压缩机加压、CO变换、变换气脱硫(变脱)、PSA一级(即PSA-CO2,脱除CO2)、PSA二级(即PSA-CO,提纯CO)、PSA三级(即PSA-H2,提纯H2)后送乙二醇装置。20201月,在乙二醇装置四机(意指4台水煤气压缩机投运,下同)100%负荷运行时,外围配套净化系统水煤气压缩机运行电流高达356 A,增加了乙二醇装置净化系统用电量,导致乙二醇生产成本增加。

为保证乙二醇装置外围配套净化系统水煤气压缩机在良好的条件下运行,达到经济运行、高产低耗的目的,安化公司通过对水煤气压缩机运行中存在的问题进行原因分析及排查,制定并落实了一系列的节能降耗改进措施,最终使水煤气压缩机运行电流降至了320 A,系统用电量明显下降,乙二醇的生产成本得到有效降低。现将有关情况总结如下。

1  水煤气压缩机简况

安化公司乙二醇分公司的乙二醇生产线由界区内(安阳永金化工有限公司)、界区外(净化系统)两大部分组成;其中,净化系统配套56M40水煤气压缩机,为六列三级对称平衡型活塞式压缩机,由3 300 kW同步电机直接驱动。生产过程中,水煤气压缩机依靠活塞在气缸内的往复运动将气体吸入和压出,即通过膨胀、吸入、压缩和排气四个阶段完成一个工作循环,达到提高气体压力的目的。乙二醇装置100%负荷运行时水煤气压缩机四开一备,净化系统动力消耗中水煤气压缩机功耗占比高达52%,因此,水煤气压缩机运行效能的好坏成为控制乙二醇生产成本的关键因素之一。

1.1  水煤气压缩机系统气相流程

自常压脱硫系统来的约19 ℃的水煤气从静电除尘器下部进入,除尘后从静电除尘器上部出来,经水煤气冷却器管内与循环冷却水换热至约13 ℃后进入气液分离器,分离水分后送至水煤气压缩机一入总管(水煤气压力0.010.03 MPa、温度≤40 ℃、O2含量≤0.5%),经压缩机一级进口缓冲器后进入一级气缸;一级压缩后的气体经一级出口缓冲器缓冲稳压后进入一级冷却器冷却,之后进入一级分离器分离掉水分,然后经二级进口缓冲器(压力≤0.305 MPa)进入二级气缸;二级压缩后的气体经二级出口缓冲器缓冲稳压后进入二级冷却器冷却,之后进入二级分离器分离掉水分,然后经三级进口缓冲器(压力≤0.72 MPa)进入三级气缸压缩至1.0 MPa;压缩后的水煤气经三级出口缓冲器缓冲稳压后进入三级冷却器冷却,之后进入三级分离器分离掉水分,最后由三出总管送至煤气油水分离器,分离掉油水后送至变换系统。

1.2  水煤气压缩机系统冷却水流程

冷却水(冷却水温度≤30 ℃、压力≥0.2 MPa)引自供水总管,经各支管进入水煤气压缩机各级冷却器及气缸,在各设备中完成冷却任务后去回水总管。

2  水煤气压缩机主要运行问题

安化公司乙二醇装置201212月投运,随着系统负荷的逐步提升,最近几年出现了水煤气压缩机运行电流逐年升高的现象,20183月乙二醇装置冲刺100%负荷时(净化系统4台水煤气压缩机运行),水煤气压缩机运行电流达319 A20201月水煤气压缩机运行电流高达356 A,单机实际功率约为额定功率的1.01倍,即出现了超电流的情况,致使水煤气压缩机耗电量增加、运行效率降低,乙二醇生产成本增加。

3  原因分析及优化改进措施

3.1  回路调整量大,有效气体重复压缩

3.1.1  原因分析

乙二醇装置100%负荷运行时,水煤气压缩机四机运行,气量84 000 m3/h,一入总管压力19.9 kPa,三级出口温度≤110 ℃。由水煤气压缩机系统工艺流程(见图1,虚线为回路)可知,由于设计方面的原因,压缩机一级出口回一级入口回路(φ325 mm×8 mm管,简称一回一)上的阀(1)、二级出口回一级入口回路(φ159 mm×5 mm管,简称二回一)上的阀(2)属于手动阀,三级出口回一级入口回路(φ159 mm×5 mm管,简称三回一)上的阀(3)属于自调阀,正常生产过程中,因一入总管19.9 kPa压力下经过压缩机压缩后的气量高于乙二醇装置的需求量,为保证乙二醇装置的正常生产用气量,须开回路,以减少去后工序的气量——工艺操作采取开启一回一手动阀(1)约1扣、二回一手动阀(2)约1扣,主要通过三回一自调阀(35%15%的开度进行气量调整。这种通过开水煤气压缩机各级回路的操作方式,使得返回压缩机一级入口后的这部分水煤气被重复压缩,特别是开启三回一自调阀(3),使得已经经过了三级压缩的水煤气重新返回一级,造成压缩机功耗的极大浪费,导致水煤气压缩机电耗增加、运行效率降低。

3.1.2  优化改进措施

1)经核算,在保证常压脱硫系统和水煤气压缩机安全稳定运行以及乙二醇装置100%负荷需84 000 m3/h气量要求的前提下,联系气化系统罗茨风机岗位配合调整降低水煤气压缩机一入总管压力至15.5 kPa,以提高水煤气压缩机的做功效率。需要注意的是,压缩机一入总管降压操作后,一定要全面做好评估,保证常压脱硫系统及水煤气压缩机的安全稳定运行。

更多内容详见《中氮肥》2021年第2

阅读:
录入:zdf

推荐 】 【 打印
相关新闻      
本文评论       全部评论
发表评论
  • 尊重网上道德,遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
  • 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
  • 本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
  • 本站有权在网站内转载或引用您的评论
  • 参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款


点评: 字数
姓名:
内容查询