CO压缩机优化运行总结

梁 慧，汪亮宇

(兖矿鲁南化工有限公司 山东滕州 277527)

为满足前后系统扩产的需要，兖矿鲁南化工有限公司决定对净化装置进行升级改造，以扩大装置的气体处理能力。通过对净化装置的整体核算，结果表明仅需对部分设备及管道进行更换并增加1台深冷压缩机，即可满足前后系统扩产的要求。根据核算结果，决定将现有的CO压缩机用作深冷压缩机。

该CO压缩机(C1401A/B)由日本JSW钢铁公司制造，为六缸4级压缩，输气量10 000 m3/h，于2004年投用。C1401A/B原设计输送介质为来自造气炉的粗煤气，其压力为0.025 MPa，含CO和CO2体积分数分别为65%～70%和28%～34%，并含有少量惰性气体及水分。将C1401A/B用作深冷压缩机后，输送介质为来自深冷分离装置的纯CO(体积分数98.5%)，其压力为0.025～0.040 MPa。由于输送的介质发生了变化，给C1401A/B的安全稳定运行带来了风险。为此，根据装置实际情况，通过系统论证分析并采取切实可行的措施，以规避设备安全稳定运行的风险，实现了压缩机在新装置中的稳定运行。

1 优化联锁指标

通过对介质改变前后压缩机各级出口理论温度的计算(表1)，综合专业压缩机制造企业的意见，组织专业人员对压缩机的联锁指标进行了调整，如表2所示。

表1 输送介质变化前后压缩机各级出口温度理论计算结果 ℃

表2 压缩机联锁指标调整对比

2 优化输送介质进出口流程

2.1 增设压力自调阀

来自深冷分离装置的CO经4只自调阀减压且不经过任何缓冲设备直接进入压缩机，入口压力波动频繁，易引发压缩机出口压力和温度的波动，造成压缩机运行不稳定。采取的措施：在压缩机入口总管线上增设压力自调阀，远程控制入口气体的压力；为防止入口管线超压，增设了安全阀，2路排放气汇合后再送往火炬系统放空。

2.2 增设缓冲装置

输送介质改变前，来自造气炉的粗煤气先进行预脱硫处理，然后经压缩机加压后依次通过脱硫塔、脱碳塔、有机硫水解槽、精脱硫槽、脱氧槽和脱氯槽，净化后的CO再送乙酸车间。输送介质改变后，为了稳定压缩机的出口压力，来自深冷分离装置的CO先经压缩机加压，再经脱氧槽和脱氯槽缓冲后并入原CO总管调节阀前送乙酸车间。

3 进出口循环水流程优化

压缩机C1401B设计用的循环水流量为250.0 m3/h，配置4台回水管径均为Ф 152.4 mm(6″)的水冷却器，不考虑管道阻力，单台水冷却器的设计循环水量为62.5 m3/h，但实际单台压缩机的循环水量远超设计值。由于设备布置原因，压缩机C1401B是界区内循环水的末端用户，夏季由于环境温度高，循环水内容易产生淤泥，淤泥和冲刷下来的填料碎片会在末端汇集，造成冷却器列管被堵塞，从而影响了缸套和水冷却器的换热效果。

压缩机C1401B的一、二、三级循环水冷却器的上水首先与一、二、三级温度最高的出口气体换热，然后循环至气体温度最低点。为提高压缩机C1401B的换热效果，决定将一、二、三级循环水冷却器的上水管与回水管互换，即上水首先与温度处于最低点的出口气体换热，再循环至气体温度最高点。

4 轴封系统的改造

C1401A/B曲轴箱放空管道与中体放空管连通，在正常运行过程中，去中体置换用的氮气阀处于常开状态，而去曲轴箱的氮气阀处于常闭状态，故极易发生中体内的氮气通过连通管进入曲轴箱而使曲轴箱带压的现象，造成轴封润滑油泄漏。为消除轴封漏油，中体氮气放空单设一路，使其与曲轴箱放空分离，同时增设分离装置，对新增放空排出的微量油污进行分离。

5 优化工艺参数，调整操作方法

根据C1401A/B的实际运行工况，将一入压力由原设计指标的25 kPa逐步提高至49 kPa，并根据C1401A/B各级出口气体温度，最终确定一入压力的最佳指标值为45 kPa，此时压缩机出口压力保持在3.23 MPa。

将压力自调阀PV4185的开度由25%逐步稳定控制在3%～6%并投自调，既能保证压缩机入口管网压力稳定，又能最大限度地减少CO放空量。

C1401B原设计的开车操作方式是先关一回一手动阀，再关四回一自调阀，禁止在一回一阀门完全关闭之前关闭四回一自调阀。输送介质改变后，如果仍按照原有的方式操作，C1401B将因一级出口超温而跳车。经反复摸索，发现在提压时将C1401B的一回一手动阀开度保持在1/4圈时，一级出口温度可以稳定在158 ℃以内，二级出口温度可以控制在155 ℃以内，特殊情况下调整安全阀副线，可使压缩机达到最优的平衡状态。

6 结语

(1)增设缓冲装置后，压缩机出口压力一直稳定控制在3.23 MPa左右；采用新增的压力自调阀PV4185及时调整入口压力，有效缓解了前后系统压力波动对压缩机稳定运行造成的影响。

(2)循环水流程改造后，上水与回水温差增大约0.9 ℃，说明各级水冷却器的换热效果有了较大改善，尽管C1401B各级出口温度仍临近跳车值，但能够稳定控制。

(3)轴封系统改造后，压缩机运行期间的油位稳定，现场轴封附近的CO体积分数由原来的480×10-6降至220×10-6，效果显著。

(4)工艺参数优化调整后，在保证设备安全运行的前提下，压缩机运行稳定。在实际运行过程中，C1401A/B的一～四级出口温度接近跳车联锁指标，但通过采取合理调节一回一手动阀、四回一自调阀、级间安全阀副线，并及时联系调度室以尽量减少后系统压力的大幅波动等措施，可以使压缩机保持稳定运行。