干式螺杆压缩机改为喷液螺杆压缩机的工业应用

范铁生

（中国石油大庆石化公司塑料厂，黑龙江大庆163714）

某石化公司制氢装置的螺杆式压缩机是制氢装置的解吸气压缩机，由上海压缩机有限公司制造，型号为LG-70/6。该压缩机为干式螺杆压缩机，双螺杆结构，2级压缩，工艺介质为尾气。在改造前运行中存在排气温度高的现象，在夏季该机排气温度最高可达118℃（120℃报警，125℃联锁停机，原报警和停机为115℃和120℃。为了降低压缩机的排气温度，修期间将该机组改为湿式螺杆压缩机，即向机体内喷入一定量的除盐水，达到降低排气温度的目的。改造后，如不投除盐水喷液，机组也可以正常运行，即恢复到未改造前的状态，排气温度也恢复到未改造前［1～3］。

1 改造内容

（1）从制氢压缩机厂房南侧除盐水线上引分支到压缩机厂房，在螺杆机1级、2级缸体分别增加喷液阀TCV1803、TCV1809，向缸体内部喷除盐水降低1、2级排气温度；

（2）更换1级冷却器，提高冷却效果；新加1级分离器，增加1级分离器液位控制阀LCV1801；

（3）更换2级冷却器，提高冷却效果；更换2级分离器，增加2级分离器液位控制阀LCV1802；

（4）原螺杆机电机功率为500 kW，改造前基本处于满负荷运行状态，经过主机厂上海大隆机器厂的核算，改造后压缩机的轴功率为495 kW，联系佳木斯电机厂后，将电机扩容至630 kW。

（5）压缩机转子、壳体、密封部分未进行改造，转子与壳体材质均为碳钢，介质中存在少量H2S（0.36 V%），在有水存在时会形成一定量湿H2S，会对设备造成一定的腐蚀，根据该厂气分车间（压1、压2均为喷除盐水的湿螺杆压缩机，瓦斯气中也含有H2S）的使用经验，碳钢材质不会影响使用。

2 运行情况分析

改造前后1、2级排气温度对比见表1、2。

表1 1级排气温度对比/℃

表2 2级排气温度对比/℃

3 改造前后螺杆机排气流量对比

改造前后螺杆机排气流量对比见表3。

表3改造前后螺杆机排气流量对比/（Nm3·h-1）

4 对比分析

经对比可以看出，改造后螺杆机的1、2级排气温度明显好转，保证了机组正常运行。在2009年9月，解析气压缩机由于超温导致1、2级转子密封线及壳体受损，更换了1、2级转子及2级壳体，螺杆机检修近1个月，解析气大量放空，直接经济损失在200×104元以上。

改造前由于螺杆机排气温度较高，只能通过降低排气压力减小压缩比，以达到降低排气温度的目的。为了降低排气压力，需要开1返1，2返1控制阀副线，使很大一部分气体通过返回线回到压缩机入口，造成能源浪费。当排气温度降下来以后，可以提高排气压力，增加排气流量，使压缩机更好的做功。从表中数据显示的与上一年同期相比，排气量约增加了500 Nm3/h，年增加排气量500×24×365=438×104Nm3，约3 066 t。解析气价格为850元/t，可多创造价值260×104元/a。

5 改造过程中应注意的问题

5.1 新增设备选型制造

为保证机组改造完成后的运行效果，需要对整个改造进行详细的核算，对不满足改造完成后机组正常运行需要的设备进行更换。同时为保证整台机组的改造进度以及改造质量，除电机可以单独进行采购外，其余部件均由主机生产厂进行设计选型制造。

5.2 管线吹扫

施工结束后，为防止新增加管线及设备内存在焊渣及灰尘，在压缩机的1级出口单向阀后应接吹扫法兰，在2级消音器入口法兰处断开加石棉板，引工业风对1级换热器和1级分离器及新加管线进行爆破吹扫。断开除盐水进1、2级缸体接头，引先用工业风进行爆破吹扫，再用除盐水冲洗新增加的除盐水线，并配合敲击焊口，冲洗48 h至排水管无任何杂物排出。

5.3 操作规程的修改

开机前将TCV-1803和TCV-1809先投手动关闭，压缩机启动后，将TCV-1803和TCV-1809给定10%阀位，待压缩机并入系统后，根据1级和2级排气温度调节阀位。将新增加的1级分离器排液控制阀投自动，给定值为50（根据实际排液的频繁程度来调节给定值）将主电机启动开关扳至运行位置。停机后关闭1、2级机体喷液阀的入口阀，防止控制阀内漏使除盐水进入缸体。

6 结束语

开机后对1、2级缸体振动情况做了状态监测，振值正常。在除盐水阀TCV-1803和TCV-1809阀位都在10%时，1级排气温度由改造前120℃降低至100℃，2级排气温度由改造前118℃降低至95℃；车间通过逐渐手动开大阀位至100%进行试验，排气温度降低至70℃，还在继续下降，还有很大的调节空间，为正常的生产安全提供有力保障。本次改造非常成功，从根本上解决了排气温度高的问题，同时机组运行也较为稳定。