透平机与液环机组并用技术改造

李学伟，刘彩红

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）

唐山三友氯碱有限责任公司通过多年的改扩建现已具备年产40万t烧碱及 40万t聚氯乙烯的生产能力。该公司共有3套烧碱生产装置，首套装置10万t/a能力于2005年开车运行，第二套装置15万t/a能力于2007年投入生产，第三套零极距电解槽于2012年3月开车成功。涉及本次技术改造的烧碱装置为第一套和第二套装置氯气输送压缩部分，利用进口西门子离心氯气压缩机的长周期稳定运行能力，提高装置的运行稳定性。

1 改造前工艺情况

1.1 液环氯压机的运行情况

一期装置的氯气输送设备选用了纳西姆的液环氯气压缩机，使用初期的2年，运行基本平稳，但随着机组的运转，检修次数增加，检修维护也无法完全达到标准，致使性能下降、机组状况逐步劣化，不能长周期运行，曾出现多次机组轴承故障、机械密封大量泄漏等事故，造成装置频繁波动，影响了生产安全。

1.2 离心氯气压缩机运行状况

二期装置在建设时，选用了西门子离心氯气压缩机，由于离心机组设计先进、制造精良，运行中没有出现过机械故障，只是部分仪表因外界因素影响导致机组出现过连锁跳车情况。通过对仪表出现的问题进行改进，保证了生产的稳定和安全。

1.3 改造需求

由于二期装置在建设施工时选择了2步走，静止装置按照15万t/a能力设计制造，初期电解槽、氢压机、氯压机均按照10万t/a能力采购，后期通过增加电解槽和机组达到设计产能要求。在后期改造增产时，考虑到透平机运行后期会存在性能下降，新增氯气压缩机选用了直接满足电解总体产能的大机组，使小机组处于备用闲置状态。

2 技术改造方案

2.1 一期系统的原有工艺流程

经泡罩干燥塔干燥后的氯气直接进入氯气压缩机进行压缩，3台液环压缩机，正常开2备1，倒换使用。压缩后的氯气经酸雾捕集器除雾过滤后，纯净的氯气进入分配台向下游输送。机后的酸雾捕集器为2台，原设计使用国产滤芯，后因捕集效果差，其中2#酸雾捕集器在2008年通过技术改造更换为进口孟莫克滤芯，1台即满足10万t处理能力，而1#捕集器未做改动，进出口阀门处于关闭状态，留作备用。

2.2 二期系统的原有工艺流程

经过泡罩干燥塔处理的氯气先经过酸雾捕集器除雾过滤，纯净干燥的氯气再进入氯气压缩机进行压缩，2台均为西门子氯气压缩机组，1#机组为10万t/a氯气处理能力，2#机组为15万t/a氯气处理能力，压缩后的氯气进入分配台向下游输送。在正常生产时，单开2#机组即满足电解装置产能，使1#机组大部分处于备用状态。

2.3 工艺改动方案

（1）在一期装置泡罩干燥塔出口增加1#阀门，用于切断去液环压缩机的管线，同时，增加2#阀门和管线使干燥后的氯气进入1#酸雾捕集器；

（2）捕集器滤芯更换为孟莫克进口滤芯以确保除雾效果，保护离心机组；

（3）在1#酸雾捕集器出口增加管线通过3#阀门进入二期备用离心氯气压缩机的进口；

（4）压缩后的氯气经过4#、5#阀门及管线返回一期装置进入氯气分配台，使1#离心机组可以通过阀门和管线并入一期装置使用。

改造后的氯气压缩工艺流程示意图见图1。

2.4 控制系统的改造

本次技术改造核心装置上，只通过阀门及管线使其具备进入和退出一期装置的能力，而机组原有的仪表电气控制基本不参与改造，涉及机组与2套电解装置的连锁是通过在2套DCS系统间使用继电器接点信号和软硬开关来实现的。

首先，针对改造后的运行方式，将原有程序“氯压机全部跳车”→连锁“电解槽全部停车”修改为“任意一台氯压机机组停车”→连锁 “电解槽全部停车”，即将原有的逻辑关系由“AND”改为“OR”。然后，在一期增加“1#透平机组停车”→连锁“电解槽全部停车”的连锁程序，并设置单项“解除/投入”开关。同时，对“电解槽全部停车”连锁压缩机组停的程序增加“停1#透平机组”连锁项。

在二期系统中依照一期改动，将原有“氯压机全部跳车”→连锁“电解槽全部停车”修改为“任意一台氯压机机组停车”→连锁“电解槽全部停车”，设置“解除/投入”开关，可以使1#透平机机组具有隔离二期系统的自由位置。

机组的DCS操作通过为一期操作员增加1台二期DCS系统的下位机操作站实现。

3 改造后运行情况

改造后，二期装置备用透平机组可以任意运行在2套装置中，可以与一期液环机组并用和倒换，同时,依然可以在二期装置中并用和倒换，增加了2套装置运行的灵活性和可靠性。在改造后2年的运行过程中，出现没有因氯气压缩机组故障导致系统停车的问题，2套烧碱系统运行的稳定性大大提高。