优化流程提高表面冷凝器的真空度

2011-03-05冯德音关小彪

化工设计通讯 2011年5期

钱浩，冯德音，关小彪

（中石油塔里木油田分公司塔西南化肥厂，新疆泽普 844804）

塔里木油田分公司塔西南化肥厂合成氨装置使用凯洛格工艺，日产600t合成氨。合成氨装置表面冷凝器蒸汽冷凝液来自空气压缩机透平101－JT、合成气压缩机透平103－JT、氨压缩机透平105－JT和高压锅炉给水透平泵104－JT乏汽，蒸汽冷凝液流量设计为36.6t／h。2010年8月装置检修开车后，表冷器的负压一直在－55～－57kPa，与设计数据相差很大。对真空系统流程调整后，表冷器真空度提高了很多。下面介绍通过调整空气压缩机透平真空系统流程，提高真空度的方法。

1 空压机透平缸体底部排凝疏水阀对真空度的影响

空压机缸体底部一共有8个排凝疏水阀（1～8），两个汽封冷却器的疏水阀（11和12）和两个排汽阀（9和10）。一般关闭的是除两个汽封冷却器疏水阀外的其余10个阀门。但实际上这些阀门并不都要关闭，有的阀门一旦关闭会对负压造成极大影响，并由此降低机组的效率，加大高压蒸汽的损耗。

如图1所示，空压机透平高压缸的第二级汽封是由经V2阀后进入低压级后引出的一部分蒸汽（图中的加粗线）密封的，经迷宫密封降压后一部分直接排入表冷器排汽管路，另一部分由汽封冷却器抽出。这根管线在进迷宫密封前有一个疏水阀（5），用于机组停车后排出冷凝水，在机组正常运行期间必须关闭。如果机组开车后没有关闭，这股蒸汽直接通过疏水管线进入表冷器，会极大地降低表冷器的真空。

2 空压机透平轴端密封蒸汽降压排凝疏水阀对真空度的影响

空气压缩机透平的轴端密封蒸汽由汽封调节器PV－0170自立式调节。去高压端的密封蒸汽，一部分经迷宫密封，与低压缸引出经密封后降压的蒸汽混合，排入表冷器，一部分经阀14由汽封冷却器189－C抽出，冷却后回收进表冷器；去低压端的密封蒸汽经迷宫密封后经阀15直接由汽封冷却器189－C抽出（图中虚线条）。

在密封蒸汽去高低压轴端的管路上，有一根2″的管线通过阀13直接与表冷器相连。此阀以前在开车前后都处于常开状态，停车后开此阀是为了排掉密封蒸汽管线中的凝结水，但开车后就应该关闭此阀。这股密封蒸汽是由0.35MPa蒸汽管网提供的，如果汽封调节器PV－0170后的压力过大或旁路阀前的限流孔板损坏，那么由阀13进入表冷器的蒸汽就会降低系统的真空。这种情况对氨压缩机也是一样的，可采取相同的方法来提高其真空度。

调整后，空气压缩机和氨压缩机的排汽压力都下降了1kPa左右，表冷器的真空由－67.3kPa涨到－69.8kPa，而打开阀13（101－JT和105－JT）后，真空又都降到－67.3kPa。

图1 空压机透平101－JT汽水管路图

3 空压机透平高压缸降压排凝疏水阀对真空度的影响

阀9和阀10连接的管路从透平靠高压缸第一道迷宫密封位置引出，这部分蒸汽也是轴端密封蒸汽的一部分。其通过迷宫密封后与由V2阀后引入的一部分蒸汽混合后继续通过后面的迷宫密封往轴端流动（图中长划线和短划线）。这部分混合的密封蒸汽一部分通过后续的迷宫密封排入表冷器，另一部分经阀14被汽封冷却器抽出后冷却回收进表冷器。这两路混合后的蒸汽（图中加粗线和短划线）通过迷宫密封后，在进表冷器前压力和流量都较高，直接排入表冷器势必会降低表冷器的负压。

将透平靠高压缸第一道迷宫密封的蒸汽通过阀9和阀10以及其后的限流孔板减压降温后再排入表冷器，就能减少通过图中短划线的途径去表冷器的较高压力蒸汽量，同时也减少了去轴端蒸汽的量。而且从透平靠高压缸第一道迷宫密封位置引出的蒸汽（图中长划线）压力较由V2阀后引入的一部分蒸汽（图中加粗的线条）高，打开阀9和阀10后就减少了其与V2阀后引入的这部分蒸汽（图中加粗的线条）混合的蒸汽量，混合后的压力也就相应降低，这就减少了整体流向轴端的蒸汽压力和流量。引出的蒸汽通过阀9和阀10以及其后的限流孔板，使较高压力的蒸汽通过轴端密封的流量减少，并降低了通过阀9和阀10去冷凝液总管的蒸汽压力，使通过排汽管线排入表冷器的蒸汽压力和流量都随之下降，所以打开阀9和阀10可以极大地提高空压机及表冷器的真空。

检修后开车，表冷器的负压一直在－55～－57kPa，在打开阀9和阀10后，真空上升到－67kPa左右，关闭这两道阀后，表冷器负压立即掉到－56～－58kPa，随后再次打开这两道阀，真空又上升到－67kPa。

在保证阀9和阀10常开的前提下（主要控制手段），关闭101－JT和105－JT的密封排汽阀13（辅助控制手段），同时关小外部密封蒸汽阀，减少进入表冷器较高压力的蒸汽量，这样就能将表冷器的负压控制在－70kPa左右。

通过上述调节方法，在100%负荷的情况下，可将表冷器的负压控制在－69.8～－71.8kPa范围内。