螺杆压缩机组在氯气液化中的应用

周红燕

（新疆天业集团石河子中发化工有限责任公司，新疆 石河子832000）

近年来， 螺杆式氟制冷压缩机组因其特殊的制冷工艺而陆续被众多氯碱企业使用， 新疆石河子中发化工有限责任公司主要是用来生产液氯产品。 该套压缩机组的稳定运行直接影响着企业的经济运行成本， 产量的高低及制冷效果直接制约着企业生产的稳定性及效益。

1 液氯工序的工艺过程

液氯工序的主要生产工艺过程是将经过氯气处理工段已经经过干燥、净化、加压后的合格氯气送入列管式冷凝器（其内部冷量由螺杆氟制冷压缩机组提供）与氟利昂间接换热，氯气走管程，被液化成气、液两相，经气液分离器，低温冷却成液体氯，贮存在计量槽或贮槽内，再经计量后，装入液氯钢瓶。 未被液化的氯气及不凝性气体（H2、CO2、O2、N2等）经气液分离器上部调节阀和列管式冷凝器上部调节阀进入废氯分配台，通过阀门调节去漂液工段。液氯工序的主要工艺过程框图见图1。

2 螺杆式压缩机组简介

螺杆氟制冷压缩机组共有3 台。 该公司原有1台型号为KF212.5C、制冷量131.3 kW、电机功率65 kW 的螺杆氟制冷压缩机组，后因能力不足，又引进2 台型号为KF216、 制冷量270 kW 、 电机功率100 kW 的螺杆氟制冷压缩机组2 台。 机组生产稳定，自动化程度较高，人为干预因素很少，维护检修也很方便。在生产的应用中故障率较少，故其经济性能较高。

2.1 机组结构特点

此套螺杆式氟制冷压缩机组的系统组成主要包括油路系统、气路系统、主机密封系统、水路系统、报警连锁系统等。 重要零部件主要由机壳（机体气缸体、吸气与排气端座、端盖组成）、转子、轴承、油泵、油压平稳活塞、轴封、输气量调节滑阀与喷油结构、冷剂贮罐、蒸发器、控制阀等组成。 机组的主要参数如容积、功率、机组进出口压力、油温等，对机组的正常运行至关重要。如机组的主要参数之一，机组制冷量和有效功率，同蒸发温度和冷凝温度密切相关。同时，利用压缩机组对液击不敏感性，直接喷气液两相的制冷剂来冷却电动机， 从而可使其温度较低以保护电动机。

2.2 机组工作原理

此套螺杆式压缩机为容积式压缩机， 气缸里平行配置的螺旋型转子，阳转子（凸齿）与阴转子（凹齿）按一定的传动比反向旋转，相互啮合。 此过程将转子沟槽和缸体形成的密封空间容积也随阴阳转子的回转而不断变化，从而实现规律式的吸气、压缩、排气的循环工作过程。

2.3 机组故障保护系统

此套机组自动化程度较高， 手动干预部分较少。机组带有故障自动保护及报警系统，如断水保护及报警、水温低自动停机保护、油温高停机自动保护系统、吸气压力低自动停机系统、 排气压力高保护系统、压缩机电机过载保护、精滤器压差超保护、喷油压力与排气压力差低保护系统以及任何一种故障停机都可使油泵延时停机时间继电器断电，主机停止后延时到达即刻自动停止油泵等。这些故障保护系统的设置与应用，使整个机组系统稳定可靠地运行。

3 运行情况及效果分析

此套螺杆氟制冷压缩机组自投运以来， 生产极其稳定。能够满足生产工艺的相关需求。该机组结构设计合理，操作简便且运行平稳。在满足一定生产条件下， 该机组降温速度较快， 在提高生产效率的同时，各种消耗指标下降较为明显。

3.1 常见故障及解决措施

经过试运行投产以来， 机组工作相对稳定，初期一些问题，已经顺利解决。 常见的系统故障有：机组不能正常启动、 噪声大且振动较大、 制冷能力不足、压缩机出入口压力过高或过低、油路系统异常或因油温过高导致压缩机停机等。 这些故障都与机组系统本身、工艺状况与条件、油路系统等有着密不可分的关联，机组操作人员要能够及时发现故障，认真分析并对症解决。 如按油加热按钮， 油加热指示灯亮，但电加热器不热，系因IRD 熔断器熔断或RT 电加热器坏，需要立即更换处理；如油泵不起动，可检查停止按钮是否导通、启动按钮是否有问题、油泵电机保护是否复位、油位是否充裕、系统内部是否有堵塞等。 如需停车，首先按主机停止按钮，等主机停止后，再按油泵停止按钮使油泵停止运转，机组停止3 min 后，才能再次开车。

3.2 存在问题及改进措施

由于此套机组一直处于运行状态。 电气与仪表设施及其元配件因不间歇地工作而老化、失灵，影响机组的正常运行。 生产中曾出现过2 次机组自停现象。经检查，主要是机组工作中所有的时间继电器均为空气阻尼式时间继电器（型号：JS7-2A），因运行时间长久，内部气囊老化，易产生误动作，而导致机组失灵错误工作，除影响正常生产，也对全系统的安全生产埋下隐患。为此，将此时间继电器改为较先进的数显数字式时间继电器（型号DH48S/2Z）。 同时，将原有的1# 时间继电器（编号1SJ；作用：压缩机组起动时间控制） 的瞬动触头的常开及常闭功能经由加装的中间继电器（编号0ZJ，作用：完成顺动开关的启停控制功能）来完成。 改装后，由中间继电器来完成原来的顺动开关主机延时停油泵及油泵运行指示停止的功能。此改装相对以前更加稳定可靠。且数字式时间继电器具有数字开关预置，设定正确方便、精度较高、延时准确无误、功耗低且无机械磨损，工作稳定可靠、换装极为方便。

3.3 运行效果

该厂摸索出常规大修方案。 维护、 检修成本较低，且维护保养后的机组更经久平稳。螺杆压缩机必须大修时，则应将机内的制冷剂润滑油排出，方能拆卸机器。拆卸时应作好必要的装配标记。阳转子外圆与机体孔间的间隙和阴转子外圆与机体孔间的间隙（单边）为0.08～0.10 mm，转子排气端面与排气端座间的间隙为0.08～0.10 mm、 转子吸气端面与吸气端座间的间隙为0.30～0.40 mm。 此种间隙的配合可使机组达到最佳运行状态。机组的正常运行与否，与机组润滑油的加入也有一定关系。 该厂通常采用真空加油法，当压缩机组正常运转时，略微调节吸气截止阀，使吸气压力略低于大气压力，缓慢开启压缩机吸气过滤器上的加油阀，不得过猛，以防止机器损坏，加油时注意机器的声音变化，防止机器震动。这些常规实用的大修方法有助于对机组的维护保养。