高压加氢装置新氢压缩机优化改造

・７０・　新　疆　石　油　科　技　得知，当时的“三返一”（三级出口返一级入口）满足不　了运行工况要求，只能给一级入口提供一个稳定的压　力，但这样各级间没有一个比较稳定的压缩比，导致　该机在运行过程中工况波动较大，严重时甚至有联锁　停机等情况出现。为了解决当时生产运行工艺上的欠　缺，车间在２００３年大检修期间针对此问题进行了工　艺流程的优化改造。　２新氢压缩机的主要技术参数　技术参数见表１。　３定性分析　所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级　中进行，并在每级压缩之后将气体导人中间冷却器进　行冷却。见图１。　图１　多极压缩机示意图　多级压缩的理由：　（１）可以节省压缩气体的指示功。主要原因是进　行了中间冷却，理论上讲，级数越多，压缩气体所消耗　的功就越接近等温循环所消耗的功；　（２）可以降低排气温度。排气温度过高，会使润　滑油粘性降低，性能恶化或形成积炭现象。此外，在某　些特殊气体压缩机中，因排气温度过高还会产生腐蚀　或爆炸；　（３）可以提高容积系数。采用多级压缩，压力比　降低，因而容积系数增加；　（４）降低活塞力。多级压缩由于每级容积因冷却　而逐渐减少，当行程相同时活塞面积减小，故能降低　活塞上所受的气体力，由此使运动机构重量减轻，机　器效率提高。　为了保证机组能在理想的运行工况下运转，在设　计和制造过程中就要考虑到各级间压力比的合理分　２００７年第３期（第１７卷）　配问题。多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这样　各级消耗的功相等，而压缩机的总耗功也最小。即各　级压力比：　８＝僚；　式中　一为压缩机的级数。　对于实际气体，考虑到气体的可压缩性的影响，　压力比的分配可根据功相等的原则作适当的升降。在　实际压力比的分配中，有时为了平衡活塞力，也不得　不破坏等压比分配原则，各级压力比的分配服从其所　造成的活塞力的；另外第一级压力比取小些，以　保证第一级有较高的容积系数，从而使气缸尺寸不至　于过大，通常第一级压力比　８ｊ＝（０．９０～０．９５）（Ｐｄ／／　．　如果不按照等压比或等功原则分配各级压力比，　便或多或少的增加指示功的消耗。　实现装置系统稳产、高产，长周期稳定运行离不　开技术创新。要不断地去发现问题，解决问题。改造前　我们这个压缩机机组运行有５０％、１ｏ０％两种负荷。当　１００％负荷运转时虽然各级压缩比可以满足分配原　则，但是真正用在系统上的氢气量不是很多。而大部　分都是通过火炬线排放，造成不必要的浪费，能耗增　加，经济效益很明显就会下降，很不经济。而５０％的负　荷运转在经济性方面是不存在问题的，但在此负荷运　转时，压缩比满足不了分配原则，常有系统波动较大，　严重时导致联锁停机，造成一定的损失。怎样才能既　不因为氢气的排放造成浪费，又能够使系统有一个平　稳的运行工况。这就是我们要解决的问题，就此问题　车间在２ｏ０３年大检修期间特对现场流程进行了如下　的改造。见图２。　Ｂ　Ｅ１Ｏ４　ｋｌ０１三级出口　图２　注：Ａ—Ｂ，Ｃ－Ｄ为新加线。　维普资讯 http://www.cqvip.com

高压加氢装置新氢压缩机优化改造　・７１・　其中Ａ—Ｂ，Ｃ—Ｄ为新加线，其目的就是通过返回　量来控制进出口压力，以求得到合理的压缩比。如开　“一同理　ｘ２＝０．２９　ＭＰａ；　３＝２．８５　ＭＰａ．　返一”可是一级入口压力上升，一级出口压力下　根据以上计算得出一组比较理想的数据见表３。　而这组数据就是我们可以通过调节“一返一”、“二返　二”来得到。　表３　降。“二返二”同理。通过这种方法可以根据工艺参数　的要求灵活调节压缩比，使其满足工况需求。当然任　何问题的解决都有两面性，有利也有弊，就上图来讲　在温度控制上就有些弊端。前面讲过，多级压缩可以　省功的主要原因就是进行了中间冷却，而在此流程中　由于技术上和工艺上的局限，其“二返二”就缺乏中间　冷却的过程。由于冷却不完善使气体温度比原始温度　每增高３℃约使下级功耗增加１％，从这点考虑的确　其有些不足，但是我们权衡利弊与由于系统不稳定造　成联锁停机导致改循环相比较，这个损失就可忽略。　以上是定性的分析改造后的可行性。　４．２根据以上参数进行热力学核算　（１）计算各级行程容积　根据公式Ｖｓｉ＝ＩＩ／２（Ｄ？－ｄ２／２）ｘＳ；　得Ｖｓ】＝０．０６１　４ｍ３；　Ｖ　０．０２７　７ｍ。；　４定量分析　我们先来看一看下组数据见表２。　表２　Ｖｓ３＝０．０１２　９ｍ３。　（２）设想容积的计算见表４　（３）压比及容积系数见表５　表４　注：其中理想压比是根据实际工艺需要和运行工况进行　分析得出的比较理想的压比。　级数Ｐ￣－ｐ．１ｘＶｓｌＷｓｏ／ＭＰａ　Ｐｇ　ＭＰａ　８ｊ　人ｑ　比较上组数据中实际压比与理想压比，有些偏　高，这就需要我们通过“一返一”“二返二”来调节其流　量来改变其压比。　４．１各级需要返回压力的计算　各级返回压力分别设为ＸＩ）Ｘ：，ｘ，。根据比值关系：　（出口压力一Ｘ１）／（入口压力＋Ｘ１）＝２．４７；　（４）各级压比复算　由上述计算可见，三次复算结果很接近。符合压　缩机运行工况的热力学核算要求，由此证明，完全可　有此可得　ｘ１＝０．０８４ＭＰａ；　以通过改造后的“一返一”、“二返二”调节流量来改变　进出口压力，使其尽量满足理想压比见表６。　表６　维普资讯 http://www.cqvip.com

・７２・　新　疆　石　油　科　技　２００７年第３期（第１７卷）　２石油化工设备技术．中国石化集团、中国石油化工管理协会主　２００３，２４（１）　５　结束语　由上述分析和计算并结合这几年的实际运用进　一３丛飙，左勃，范惠明等．３０万吨／年高压加氢装置操作规程．克　拉玛依石化公司高压加氢车间　步证实此工艺改造的可行性，要提高机组的稳定　性，就必须符合压比的合理分配原则。在实际操作中　也提高了操作的灵活性，可以随着工艺参数的改变灵　活调整其压比。　４丛飙，左勃，张扬．３０万吨／年润滑油高压加氢装置设备手册．　克拉玛依石化公司高压加氢车间设备组　５马大谋．炼油设备基础知识．石油工业版社　责任编辑：李未蓝　参考文献　１姜培正主编．过程流体机械．化学工业出版社　收稿日期：２ＯＯ６－１２—３０　（上接第６８页）　（４）给水横管以２％ｏ－５％ｏ的坡度坡向泄水装置，　排水横管以０．８％～３．５％的坡度坡向排水立管，严禁弯　曲和倒坡，排水立管垂直安装；　（５）在最低层和有卫生设备的最高层必须设置　排水检查口，中部隔层设置排水检查口，塑料排水管　应层层设置伸缩节，间距不大于４ｍ，连接２个及以上　大便器、３个及以上卫生设备的排水管始端设清扫　口：　隙封堵应根据空隙的大小分别处理。空隙小于２０ｍｍ　时用油麻或沥青麻丝塞压，再用１：２水泥砂浆填密　实；空隙大于２０ｍｍ时，需在楼板底加托板，用干硬性　细石混泥土捣灌密实，不论空隙大小，均先涂刷１：０５　素水泥浆一道；　（１３）土建和安装施工人员，要共同对照设计图　纸核对预留洞（孔）、预埋件的位置、标高及排水坡向，　确保准确无误；　（６）铸铁排水水插管接口必须按要求进行捻口，　（１４）加强对土建、安装及装饰施工队伍的管理，　如设计无要求，应以麻丝填充，使用水泥或石棉水泥　取缔无资质、无技术、无管理能力的队伍。对施工人员　进行持证上岗，并坚持工程质量监理制；　（１５）对工程按分部分项进行检查、评定，及时做　好隐蔽工程的验收工作；　捻口，严禁用水泥砂浆抹口，接口施工后必须定期养　护，２４ｈ内不准移动，管道在甩口时应及时封堵管口，　防止杂物落入管内堵塞管道；　（７）蹲式大便器进水管口安装胶皮碗前，须检查　胶皮碗是否完好、大便器进水管是否有裂缝，胶皮碗　用１４号铜丝或不锈钢丝绑扎，分两道错开拧紧，试验　无渗漏，再进行下一道工序施工；　（１６）做好各工种的交接、配合工作。避免各工序　的交叉作业施工对成品的破坏；　（１７）做好各项检测试验工作。包括各种材料的　进场检验、抽样检查、地面闭水试验、卫生器具（设备）　的盛水试验、给水、供暖管线的压力试验、排水管道的　通球、灌水试验。　（８）大便器与存水弯的接口施工时，先用油灰抹　在承口内壁，将大便器固定牢固后，把挤出的油灰刮　净、挤实、抹平，不得使用石灰砂浆和水泥砂浆抹口；　（９）每层楼地面施工时，均应在墙面上弹出５Ｏ　３．４使用方面　（１）工程交工时，应向用户介绍卫生器具（设备）　的正确使用方法及注意事项；　线，以此线控制垫层、防水层饰面层的高度以及坡向　地漏的坡度；　（２）要求开发商向住户发放《住宅使用说明书》；　（３）要求物业公司对装饰施工进行全过程的跟　踪检查，防止违章装饰。　（１Ｏ）抹面找坡或贴地砖应以地漏为基准向周围　地面找坡，施工中必须用２ｍ长直尺刮平或检查，不　得出现明显的不平顺，坡度不小于２％，地漏边沿向外　５０ｍｍ处坡度为３％－５％；　参考文献　１建筑给水排水及采暖－ｒ￣－ｒ质量验收规范．Ｂ５０２４２　２地下防水工程施工质量验收规范．ＧＢ５０２０８　（１１）卫生间地面满足排水坡度的同时，宜在墙　根、管体根部２００ｍｍ范围内将地面高度提高１０ｍｍ，　并坡向地漏；　（１２）排水管安装固定后，立管与楼板周围的空　责任编辑：李未蓝　收稿日期：２（）０ｒ７—０５—１８