洛阳分公司空分站空压机更新项目回顾总结

于粉林

（中石化洛阳分公司，河南洛阳471012）

洛阳分公司空分站空压机更新项目回顾总结

于粉林

（中石化洛阳分公司，河南洛阳471012）

介绍了空分站空压机更新背景及更新过程，新旧压缩机性能对比，说明了更新后进口机组效率高、能耗低、安全可靠的特点，强调了实时进行技改更新，淘汰落后设备的必要性。

空压机；技术改造；性能对比；节能降耗

1　引言

洛阳分公司空压车间空分站共有4台H240-9.5/0.98型离心式空压机，是1999年10月空分站为供风供氮配套建设的空压机组，单台设计入口空气流量240 m3/min，4级压缩，末级排气压力0.85 MPa。这4台空压机自投产运行以来一直故障率较高，先后出现主油泵故障、叶轮裂纹掉块，大小齿轮啮合不好，各级振动偏高等问题。虽经多次检修仍是故障不断，加上运行周期长（连续运行14a），机组运行效率下降，最大供风量不足200 m3/min，实际运行供风压力在0.7～0.73 MPa之间，在夏季高温条件下，因换热效率低，多台机组风量约在150 m3/min，且易发生喘振现象，造成生产波动，能耗大，可靠性差，安全稳定运行供风受到一定影响。2014年5月14日开始将C-101/C、D 2台H240型空压机更新为阿特拉斯ZH-15000型空压机，空压机更新项目编号为13GX17。

2　更新过程回顾

2014年5月14日设备更新项目开始实施，先后经历原C101/C旧机组设备管线拆除、混凝土基础破除、新基础开挖、支模、浇筑；过滤器平台预制安装，新机组及设备吊装就位、找正，配管焊接连线，电气仪表电缆铺装接线。2014年7月21日设备厂家开始机组调试：先后进行电机点试，压缩机空载运行，带负荷喘振试验，7月23日15：38分调试结束，新的C101/C空压机开始并网运行，向外供风。紧接着7月31日C101/D旧机组开始拆除，又一次经历土建基础施工、设备配管、电仪安装等过程，9月27日新机组开始调试，9月29日17：30时，新C101/D空压机并网运行向外供风。

整个设备更新过程4个半月，2台空压机的更新过程是在边生产边施工的条件下进行的，整个施工过程克服了重重困难：如厂房内仪表风线在不停机条件下移位；旧混凝土基础破除时，循环水线阀门加防护罩；厂房顶部钢梁及彩钢瓦拆除；同时还采用了多项施工新技术，如循环水母线带压打孔；C101/D原电机水线和反吹风线带压封堵，C101/D更新时在旧基础上打孔涂胶植筋等等。

3　ZH-15000　型空压机组特点

（1）压缩机主机与驱动电机、润滑油箱、一二级冷却器、油冷却器、仪电控制柜等部件共同安放在下部钢结构台板上，结构紧凑，占用空间小，便于安装就位。

（2）压缩机为三级压缩，压缩比大，喘振试验时出口压力达到1.0 MPa以上；根据生产实际供风压力在0.7～0.85 MPa之间，压力可调范围大；设备安装精度高、振动小、机组运转平稳、噪声低。

（3）压缩机下部为一二级冷却器，冷却器平行布置，冷却器壳体前后都有端盖可打开，内芯不锈钢材质，直管型设计，易清洗。

（4）供油系统设计精巧，润滑油箱在主电机下部，充分利用有效空间，主油泵安装在压缩机轴端、与附油泵通过软管连接，油温通过温控阀自动调节，油冷尺寸小，换热效率高；机组转子及主、附油泵、温控阀等关键部件均为进口原厂配件，运行可靠性强，调节精准度高。

（5）ZH-15000压缩机电脑控制器功能强大，自动运行，恒压调节；实时跟踪防喘振和喘振预测控制；智能防过载控制。能显示压缩机的运行状态参数多达48项，有21个报警控制项目和9个停机控制项目，提供压缩机参数设定、调整和各种报警、停机联锁功能。

4　运行能效对比

4.1新空压机运行分析

自C101/C、C101/D新机组投入运行以来，经过3个月的运行观察，2台新空压机运行稳定，各项参数稳定。具体运行参数见表1。

根据表1，对新空压机运行情况进行分析。

4.1.1油系统

2台新空压机润滑油系统运行稳定，齿轮箱油压均能够长期稳定在2.3bar。C-101/C齿轮箱初始油压为3.1bar，2014年份9月29日由阿特拉斯技术人员调整为2.3bar，油过滤器压差与首次运行0.3bar无变化，齿轮箱供油温度稳定。

4.1.2电机

2台新电机运行稳定，电机线圈、轴承温度正常，受电流和环境温度变化电机线圈温度会有8℃的温度变化。C-101/C电机非驱动端轴承温度较驱动端轴承温度高5℃，与首次运行时数据一致（7月23日C101/C电机轴承驱动端温度54℃，电机轴承非驱动端温度59℃），没有上升趋势。电机电流主要受空压机负荷影响，随入口导叶的开关和环境温度的变化而变化，入口导叶30%时（最低负荷）电流约为128A，入口导叶100%时电流约为162A。

4.1.3压缩机

（1）入口过滤器压差无明显升高，新C-101/C、D入口过滤器压差基本相同，变化主要受入口导叶开度影响，C-101/C在入口导叶100%时入口过滤器压差为0.03bar，与首次开机时相同，运行3个多月经历过阴雨、大雾等天气无明显影响；

（2）新空压机各级入口和出口温度均与首次运行时数据相同，而且2台新空压机的运行参数基本相同，级间换热器性能稳定；

（3）新C-101/C一级振动较新C-101/D低，2级和3级振动较C-101/D略高。都远低于报警和联锁值，处于正常运行参数范围内；

（4）入口和出口流量计未经计量管理中心标定，新C-101/C流量计经制造商技术人员调试，与设计量基本吻合，而且能够反映出空压机负荷变化趋势；

（5）9月29日新C-101/D并网后，2台新空压机并联运行，可以看出在出口压力设定相同的情况下，新C-101/D入口导叶要比新C-101/C的开度大，即C101/D的控制系统较C101/C略敏感。

4.2新空压机能耗分析

空压机能耗主要分为电耗和循环水耗两部分，阿特拉斯ZH-15000型空压机电机额定功率为1850 kW，设计冷却水耗量为184.8 t/h。

4.2.1新空压机电耗分析

空压机电耗受负荷、环境温度和湿度等条件的影响。2014年10月1日至12月30日化纤4#变采集空分站机组的耗电量数据见表2。

由表2可知，新C-101/C平均每小时耗电量约为1525 kW，新C-101/D平均每小时耗电量约为1598 kW·h。

4.2.2新空压机循环水耗分析

由于空分站空压机只有一个循环水消耗总的流量计，每台机组没有单独计量，2014年10月1日至12月30日空分站循环水总量见表3。

表1　新空压机运行参数

表2　空分站机组的耗电量

由表3可知，12月19日10：50停运C-101/B空压机，空分站循环水消耗量从12月20日起开始下降明显。目前空分站循环水消耗量稳定在470 t/h，除去冷冻机（耗水量约40 t/h）、膨胀机（耗水量约5 t/h）、氮压机（耗水量约60 t/h）等设备的循环水消耗量后，每台新空压机循环水消耗量约为180 t/h，与设计值相同。

表3　空分站机组耗循环水量

5　结论

5.1新空压机具有良好的运行稳定性

通过3个月的运行观察，阿特拉斯ZH15000型空压机运行参数稳定，特别是振动、油温、轴瓦温度等关键参数都没有出现波动，证明该型空压机设计成熟、加工制作精良，能够满足我公司对空压机连续、稳定、安全的要求。

5.2新空压机运行维护量小

新空压机在运行过程中全程不需要人员干预，能够根据供风需求、环境温度等因素自动调节负荷，同时油温、油压自控系统控制精确，操作人员只需定时进行巡回检查和日常设备卫生清扫，运行维护量小。

5.3新空压机经济性高

5.3.1新旧空压机供风电单耗对比

（1）H240型空压机

以C-101/B从10月1日至11月30日耗电量平均值1638 kW·h为参考，处理量约为11000 m3/h。H240型空压机的电单耗为0.149 kW·h/m3。

（2）阿特拉斯ZH15000型空压机

以C-101/D自10月1日至11月30日耗电量平均值1598 kW·h为参考，处理量约为15000 m3/h。ZH15000型空压机的电单耗为0.1065 kW·h/m3。

通过以上分析对比，新空压机压缩每立方米空气消耗的电量比H240型空压机低28.5%，2013年空分站供风总计为191989319 m3（MES采集数据），则使用新空压机之后，一年累积将减少耗电816万kW·h，节约490万元（电0.6元/kW·h），一年节约的电费就足以采购2台ZH-15000型空压机。

5.3.2新旧空压机单机循环水消耗量对比

H240型空压机单机循环水消耗量约为300 t/h， ZH-15000型空压机单机循环水消耗量约为180 t/h。2台ZH-15000型空压机就可以满足生产需求，而2台ZH-15000型空压机运行一年，总计要比H240型空压机少用循环水210万t，节约42万元（循环水0.2元/t）。

5.3.3新旧空压机维修费用、润滑油费用等日常维护费对比

新空压机投入运行后性能稳定，预计可实现连续运行3年时间。以2013年为例，空分站H240型空压机维修费用62万元，则ZH-15000型空压机投用后可每年减少维修费用62万元。H240型空压机年消耗润滑油约15桶（2593.59元/桶），ZH-15000型空压机可实现润滑油零消耗，节约润滑油费用3.9万元。

6　问题和不足

（1）由于机组运行稳定，班组职工实际操作机会有限，需要加强现场培训和模拟操作学习；

（2）由于流程画面在线下装风险高，目前没有下装到现有PLC系统中，远程监控只有一些参数且数据不全，需要完善。

7　结语

通过对更新后的ZH-15000型空压机运行数据分析，将新旧空压机的耗电量、耗循环水量、维修费用等进行比较，可以看出，ZH-15000型空压机运行稳定，效率高、能耗低。ZH-15000型空压机投用后，一年节约的费用就可以购买2台这样同型号的空压机，不足2年节约的费用就可以抵建设2台同型号的空压机的全部投资，总购置成本低，节能降耗作用突出，经济效益显著，充分说明了实时进行技改更新，淘汰落后设备的必要性。

Review and Summary of the Air Compressor Update Project for Air Separation Station in Luoyang Branch

YU Fen-lin
（Sinopec Luoyang Branch，Luoyang 471012，China）

The paper briefly introduced the update background and process of air compressor for air separation station.Compared with the original compressor performance，the update imported compressor unit has features of high efficiency，low energy consumption，safe and reliable.It is emphasized the necessity of real-time technological updating and eliminating outdated equipment.

air compressor；technical transformation；performance comparison；energy saving and consumption reduction

TH45

B

1006-2971（2015）05-0047-04

于粉林，工程师，2005年毕业于北京石油化工学院自动化专业，2012年6月获得天津大学化学工程专业在职硕士学位，现在中石化洛阳分公司从事工艺技术工作。E-mail：zhaosy.lysh@sinpec.com

2015-02-28