氯压机改造总结

王世周，许 义，吴建华

（宁波镇洋化工发展有限公司，浙江 宁波 315204）

宁波镇洋化工发展有限公司1套15万t/a离子膜烧碱装置，采用6台YLJ-2000/3.5型液环式氯压机（纳氏泵）压缩氯气。纳氏泵运行费用高，年耗电约888万kW·h，年检修费约五十万元，且需要硫酸密封，存在安全隐患。为降低运行费用、消除安全隐患，在原纳氏泵位置将纳氏泵改为离心式氯压机 （透平机）。为了不影响氯碱装置的稳定运行，公司要求大修期间留好头，在氯碱装置不停车的情况下，实现氯压机的改造。

1 透平机氯气压缩工艺流程和布置

透平机工艺流程示意图见图1。

15万t/a离子膜烧碱装置产气量约为5 300 Nm3/h。采用3台透平机2开1备代替6台纳氏泵，选用国产的LYJ-3200/0.28型透平机，采用现场PLC控制，并和DCS建立通信。为保证进透平机氯气的含水量为200×10-6以下，且无酸雾，在原氯气干燥系统出口与透平机进口之间，增加酸雾捕集器1套。因此，型号透平机要求氯气冷却器的循环冷却水为无压回水，故增加1个80 m3砼集水池，收集氯气冷却器回水，用泵送至循环水回水总管。因为1台透平机所带负荷较大，在DCS连锁系统增加了另一台透平机跳停，氯碱装置连锁停车。

因为要求不影响氯碱装置的稳定运行，只能先停1台纳氏泵，拆除后，安装1台透平机，等透平机稳定运行后，再停2台纳氏泵，拆除后，再安装1台透平机，直至3台透平机安装完成，后拆除剩余纳氏泵。透平机A/B/C分别替换纳氏泵A/C/E的位置。

2 氯压机改造施工

2.1 氯压机改造留头

大修、停车1周，同时，对氯压机改造留头。在大修停车前，逐台检查纳氏泵、纳氏泵前硫酸冷却器和气液分离器是否能完全交出，如果不行，标记关不死的阀门，大修期间更换。透平机需要循环冷却水对压缩后氯气和润滑油进行冷却、需要氮气密封及仪表气控制调节阀。在大修期间，在氯处理岗位对氯压机改造留头。在泡罩塔T-1503出口管氯气总管留头，作为酸雾捕集器的氯气进口管留头；在浓硫酸循环泵P-1505出口管留头，作为酸雾捕集器的进酸管留头；在原酸雾捕集器N-1502A下酸管上开口留头，作为酸雾捕集器的下酸管留头；在事故塔T-1504进口总管留头，作为透平机的跑氯管留头；在氯处理岗位的氮气总管、仪表总管、循环水进水、回水总管上留头，作为透平机的氮气、仪表气和循环冷却水留头；在纳氏泵出口氯气分配台上留头，作为透平机的氯气出口管留头，所有留头设置阀门。大修后，氯碱装置开车，5台纳氏泵运行，1台交出进行改造。

图1 透平机氯气压缩工艺流程

2.2 氯压机改造施工安全措施

因为是在氯气处理生产区内将纳氏泵更换为小透平，施工安装与生产同时进行，土建和安装交叉施工，原管线纵横交错，管道里面有剧毒氯气和强腐蚀性浓硫酸。施工空间狭窄，给施工安全、设备安装和管线施工以及成品保护带来了诸多困难。

为了保证施工安全和施工质量，采取了以下措施。

（1）设备停用后，各管线至总管的隔断阀关闭并挂禁动牌。

（2）各管线拆除后，在隔断阀后加盲板并挂盲板牌隔离。

（3）施工区域由氯车间指定，由施工单位用彩钢板对生产区域和施工区域进行有效隔离，所有施工作业均在指定区域进行。

（4）在施工期间，由氯车间和施工单位各派1名安全监护人员，安全监护人员不在场时，必须施工停止，一旦发现未按要求施工，一律停工。

（5）在精确测量和合理安排的基础上，应尽可能加大管道工作的预制深度，减少现场安装工作量，应将预制完毕的管段的内部清理干净，及时将管口封闭。所有焊接管道必须采用氩弧焊打底。

（6）由工艺、设备和氯车间制定施工危险预知，并组织施工单位和氯车间人员学习。

通过以上施工安全措施，在整个改造过程中，未影响氯碱装置的安全稳定运行，完全做到了无缝对接。

3 透平氯压机的投用

在透平机油系统和空载试车成功的情况下，进行纳氏泵和透平机的在线对切。

（1）首先，确认透平机本机回流阀全开，至事故塔跑氯阀全关，进口阀全关，出口阀全开。

（2）先稍稍打开透平机进口阀门约1/4，然后，打开至尾气吸收塔跑氯阀门，使系统中的氯气浓度逐渐升高，同时，调节回流阀，使吸入压力在规定值范围内。随着机内氯气纯度的升高，排出压力也慢慢升高，当达到出口总管压力时，氯气冲出出口止逆阀，并入总管，同时，关闭透平机至尾气吸收塔阀门，慢慢打开透平机进口阀，同时，慢慢关闭纳氏泵进口阀门，调整回流阀开度，直至纳氏泵进口阀门全关。关闭另一台纳氏泵进口阀，直至纳氏泵进口阀全关，透平机带满负荷。在检查透平机运行正常后，即可关闭纳氏泵出口阀门，停下纳氏泵。

4 氯压机改造经济分析

该次氯压机改造总费用为526.7万元，首台透平机于1月12日投运，第二台于3月2日投运，第三台于3月28日投运。排气压力控制为0.18～0.20 MPa，电机运行功率为200 kW，2台透平机并联运行能满足15万t/a离子膜烧碱装置的运行要求。

在氯压机改造前，6台纳氏泵运行，每台纳氏泵平均运行功率为185 kW，氯压机改造后，2台透平机运行，每台透平机平均运行功率为200 kW，相比纳氏泵每小时节电710 kW·h，年节电568万kW·h，按0.65元/kW·h计算，节约电费369.02万元。每年可节约纳氏泵检修费用50万元，没有浓硫酸消耗，同时消除了浓硫酸的安全隐患。

5 结语

本次氯压机改造工作自提出改造意向至透平机安装投运，纳氏泵全部拆除完全，历经1年时间。2台透平机组运行能力完全满足了15万t/a离子膜烧碱装置的运行要求，达到了预期效果。在改造过程中，各专业和车间准备工作充分、考虑周密，纳氏泵系统的停车拆除和透平机的安装投运均未影响氯碱装置的安全稳定运行，完全做到了无缝对接。透平机运行过程中也存在一些问题，在6台电槽低负荷条件下，2台透平机回流全关，电机在额定功率附近运行，操作弹性较小；透平机油过滤器油差压升高较快，更换频率较高，夏天油温较高，超过工艺控制温度，循环水冷却不能满足要求，后将油冷改为冷冻水冷却，并解决了问题。