空压系统节能改造

吴红忠 ，张胜军

(焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司，河南 焦作 454191)

焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司(以下简称“开元化工”)现有20万t/a离子膜法烧碱、2万t/a三氯氢硅、3万t/a环氧氯丙烷、4万t/a环氧树脂生产装置。20万t/a离子膜法烧碱装置于2011年10月正式投产，目前运行稳定。

1 空压系统存在的问题

开元化工离子膜法烧碱装置现有4台离心式空气压缩机，每台压缩机功率为447.6 kW，压缩空气流量为60 m3/min，正常运行时2台机组方可满足生产要求，压缩空气利用率仅为70%～84%，能源浪费严重。

2 节能改造

为了节约能源、降低生产成本，开元化工利用1台闲置螺杆式空气压缩机(该机组最大排气压力为0.86 MPa,排气量为31.7 m3/min,功率为185 kW)替代1台离心式空气压缩机压缩空气，即采用1台离心式空气压缩机和1台螺杆式空气压缩机即可满足生产需要。

改造方案是：在开元化工空压制氮厂房内北部空地增加1台螺杆式空气压缩机设备及相关管道。

2.1 安装

2.1.1 安装要求

(1)设备安装前必须办理基础移交手续，并应在基础上明显画出标高基准线及基础纵横中心线，在相应建、构筑物上应标有坐标轴线。

(2)对基础进行外观检查，不得有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷。

(3)基础移交时，应交送附有基础各部分几何尺寸实测记录，基础混凝土试块试验报告与基础沉降观测记录的合格证明书，基础上应标有纵、横基准轴线和标高标记。

(4)按土建交接记录及机械图对基础的尺寸及位置进行复测检查，应符合以下要求：基础纵横轴线允许偏差±20 mm，基础平面标高允许偏差-20～0 mm，基础上平面外形尺寸允许偏差±20 mm。

2.1.2 安装前准备

2.1.2.1 应对设备进行检查

(1)设备安装前应检查其外形尺寸、管口方向及其附件的规格、尺寸和数量。

(2)检查设备及其零部件外观，表面不应损毁、变形和锈蚀。

(3)对暂不安装的设备和零部件，应采取适当的防范措施，妥善保管，严防变形、损坏、锈蚀、老化和丢失。

(4)现场安装的设备垫片和安装滤芯的部位应保持清洁，保证无杂质，无锈蚀。

2.1.2.2 其他应具备的条件

(1)施工及消防道路畅通，施工用水源、电源已齐备。吊车站位后按附图位置准备完毕，满足吊车吊装需要。

(2)安装所需的工机具齐全，且性能良好，具备使用条件，所需测量及检验器具精度能满足施工需要，且在计量检定期内。

(3)施工技术资料已备齐并下发到施工班组，施工方案已经审批并已向施工队及班组交底。

(4)安装前应先确定好设备进场顺序，采用先内后外的顺序，顺次到位，然后根据原部署好的场地卸车安装。

(5)安装螺杆式空气压缩机组时，所采用的阀门和法兰、螺纹等处的密封材料，应选用耐油橡胶石棉板、聚四氟乙烯薄膜带、氯丁橡胶密封液等。

2.1.3 设备安装

(1)将机电处闲置固定式螺杆空气压缩机运到开元化工空压制氮厂房前。

(2)在厂房内指定位置按要求做好基础。

(3)将设备放置在设备基础上，对设备进行找平找正。基础与机组接触部位的水平应在1/1 000以内。

(4)焊接相关连接管道。

(5)管道施工完毕后，组织人员进行管道吹扫，吹扫合格后方可与设备连接。

(6)有弯头及过滤器处必须加支撑，及管道流向标记。

2.1.4 机组调整就位

(1)为方便和加快机组调整速度，一般先采用3～4组临时垫铁组支撑就位的机组，并调整其纵、横方位和标高及纵、横向水平，而后再用各顶丝(无垫铁安装)或正规垫铁组(常规安装)承载。当确认各顶丝或垫铁组均匀承载后，检查支撑处承载是否均匀，以此判断机组底座是否发生扭曲变形。若出现变形，则应调整相关部位的顶丝或垫铁组的紧力予以消除，并在保持底座平整的前提下，最终校准机组的纵横向方位、标高及纵横向水平。

(2)机组纵横向水平的确定。对于机组纵横向水平的最终调整定位，在机组各支撑点处测量其纵横水平并调整，使底座总体保持平整，并呈水平状态。

(3)工艺系统安装注意事项如下。①凡本系统工艺管线与机组对应接口连接时，应在相关转子之间装设对中工具，监视其偏差对机组的影响。若产生变化应视程度的大小，对管线采取措施处理后，重新安装，直到符合要求。②与机组连接的各工艺管线，其固定口应远离机组本体，且各法兰口与机组对应法兰应自然平行对中，不允许强行对中连接而对机组产生附加外力。③本系统工艺管线组焊前，应将各管段彻底清扫并吹净，施焊时，应采用手工电弧焊。各段间分离器、冷却器等附属设备对口前应采取措施封闭，对口时，应检查确认其内部清洁、无异物后方可连接。

2.2 气压试验及验收

2.2.1 试压

管道安装结束后,整个管道介质系统分别按规定进行气压试验，管道试验压力1.2 MPa。 压力达到试验压力保持10 min,然后降到设计压力。对所有焊接头进行全面检查，不应有泄漏情况。试验结束后，及时排净系统内的全部存气。

2.2.2 验收质量标准

(1)坡向应符合设计要求。

(2)坡度应符合设计要求。

(3)标高允许偏差±7 mm。

(4)水平管道弯曲允许偏差≤15 mm。

(5)主管垂直度允许偏差≤10 mm。

(6)焊缝应符合DL/T 868—2004 《焊接工艺评定规程》。

(7)交叉管外壁或保温层间距允许偏差0～3 mm。

(8)除锈保温、管道标记应符合开元化工规定。

(9)保温、保冷均按原施工要求施工验收，最外层用玻璃钢板代替铁皮。

2.3 设备的维修、调试

2.3.1 设备情况

固定式螺杆空气压缩机组型号LS25S-250HAC，出厂日期2011年7月。

2.3.2 维修调试

开元化工空压制氮厂房内安装的螺杆式空气压缩机组为供应处租赁设备，因长时间未运行，部分零部件已经老化，润滑油已经变质，过滤器滤芯存在灰垢，为了保证设备开机正常运行，须对该机组进行一次彻底的清理、维修保养。

为最大化稳定与提升机组日后的运行性能，根据现场检查结果对机组进行了维修调试。

(1)主机系统。检查主机有无异常声音；主机连接体有无破损、松动；测量主机前后端轴承振动情况；测量齿轮箱轴承脉冲振动情况；检查泄漏转子轴封泄漏情况。

(2)驱动系统。主驱动电动机加润滑脂，清洁电动机散热片，检查电动机转向，测量电动机前后端轴承脉冲振动值，检查风扇电动机运行噪声，检查风扇叶片，检查主机和齿轮箱联接对中情况，检查电动机的轴封泄漏情况。

(3)冷却系统。清洁后冷却器，清洁油冷却器，检查气温/进出口水温，检查冷却水流量(水冷机型)。

(4)控制系统。检查电脑模块程序设定，检查显示模块，检查加/卸载电磁阀动作,检查校验温度传感器，检查校验压力传感器，检查电脑板电流是否异常，检查压力带设定，检查全部传感器/电磁阀及导线。

(5)电气系统。清洁后冷却器，清洁油冷却器，检查气温/进出口水温，检查冷却水流量(水冷机型)，检查电动机排风风扇。

(6)安全装置。检查所有指示灯/报警灯，检查过载保护开关设定值，检查安全阀铅封。

(7)油路系统。检查油位；检查泄漏情况；检查油路软管及接头；油品化验；更换润滑油；采用RIF(矿物油)/ RXD(全合成油)；更换普通油过滤器/ 玻璃纤维重载油过滤器；更换油气分离器；拆卸保养断油阀，更换阀芯组件；拆卸保养恒温旁通阀，更换阀芯组件。

(8)气路系统。检查进气过滤器壳体，检查进气软管，检查气路承压软管，更换空气过滤器，拆卸保养加载阀，拆卸保养卸载阀，拆卸保养进气阀，拆卸保养空气呼吸器组件，保养单向阀。

(9)总检查。检查散热情况，检查防噪隔声，清洁机器，整机检测调试。

2.4 设备运行验收

本项目在2019年10月12日由机电部牵头，结合安监部、生产部、动力分厂进行三查四定验收，验收结果要求如下：

(1)螺杆空压机出口管道无流向标记、介质标记，须增加。

(2)螺杆空压机急停开关无警示标记，须增加。

(3)螺杆空压机动力穿线管没有盖板，须增加。

(4)螺杆空压机现场空桶要及时清理。

(5)外置过滤器下部排污阀，须增加接收容器。

(6)设备、阀门缺少专责牌，须增加。

设备运行指标如下：出口压力0.80 MPa,排气量31.7 m3/min。

结论：设备运行效果良好。

3 效益

原离心式空气压缩机功率为447.6 kW，新安装的螺杆式空气压缩机功率为185 kW，年运行时间以8 000 h计，每年节约用电量为210.08万kW·h，电价按0.54元/(kW·h)(不含税)计，每年可节约电费113.44万元。

本项目在原空压机厂房内安装、设备调试等投资约6万元。设备以租赁方式，每年租赁费为3 367.84元/月×12=40 414元，每年可节约资金113.44-4.0414=109.4(万元)。

因此使用1台离心式空压机配1台螺杆式空气压缩机机组可大幅度降低用电量，节约生产成本。