王增艷，宋愛華，張玉蓮（青島海晶化工集團(tuán)有限公司，山東青島266042）

國產(chǎn)離心式氯氣壓縮機(jī)的使用情況

王增艷，宋愛華，張玉蓮（青島海晶化工集團(tuán)有限公司，山東青島266042）

簡述了離心式氯氣壓縮機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)性能、輔助系統(tǒng)及維護(hù)使用情況。

離心式氯氣壓縮機(jī)；工作原理；結(jié)構(gòu)；輔助系統(tǒng)；運(yùn)行及保養(yǎng)

1 工作原理及結(jié)構(gòu)

離心式氯氣壓縮機(jī)為四級壓縮四級冷卻壓縮機(jī)。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生離心力，離心力對氯氣產(chǎn)生作用，使氯氣獲得巨大的動能和靜壓能。同時(shí)，在葉輪中形成負(fù)壓使氯氣吸入葉輪的流道，然后高速向四周甩出。葉輪不停地旋轉(zhuǎn)，氯氣不斷的被吸入和排出。

離心式氯氣壓縮機(jī)由壓縮機(jī)、齒輪增速器和電動機(jī)組成。壓縮機(jī)缸體為水平剖分式結(jié)構(gòu)。壓縮機(jī)外殼由鑄鐵制成四級蝸殼狀，上下2個(gè)半體，蝸殼間裝有齒封以隔離級間氣體。主軸上帶有四級閉式葉輪，每級為1個(gè)壓縮段，4進(jìn)4出，分別安裝在四級蝸殼中，葉輪由鉻鉬鋼制成。主軸兩端及各級葉輪之間均裝有齒封，與蝸殼間的齒封交錯(cuò)隔離，以防止各級間氣體竄位。在軸端還設(shè)有惰性氣體充、抽氣密封結(jié)構(gòu)，防止氯氣泄入大氣，污染環(huán)境。為保證壓縮機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，主機(jī)上設(shè)有軸位移和軸振動監(jiān)測儀表，軸承上設(shè)有溫度監(jiān)測儀表。

增速器由3個(gè)行星輪、1個(gè)六齒圈及1個(gè)太陽輪組成，通過增速器將主機(jī)轉(zhuǎn)速提高到10407r/min。

電動機(jī)為6 000 V高壓電動機(jī),功率為560 kW，型號為Y4005-4。

2 輔助系統(tǒng)

2.1 充抽氣密封系統(tǒng)

密封是離心式氯氣壓縮機(jī)不可缺少的部分。為了防止氯氣泄漏，離心式氯氣壓縮機(jī)的級間密封、輪蓋密封都采用梳齒密封，而在軸端不僅采用梳齒密封還設(shè)有惰性氣體（海晶化工用干燥空氣）充、抽氣密封結(jié)構(gòu)，防止氯氣泄入大氣，污染環(huán)境。

充抽氣密封系統(tǒng)的工作原理為，當(dāng)氯氣由缸體內(nèi)部通過軸端密封齒逐級泄漏時(shí)，首先通過抽氣系統(tǒng)將氯氣和干燥空氣混合氣體抽出，送入一級入口，然后，有極少量的氯氣和干燥空氣混合氣體通過軸端密封齒向外泄漏。當(dāng)?shù)竭_(dá)充氣口時(shí)，混合氣體壓力已很低，且氣量也很少，所以在這里充入一定壓力的干燥空氣即可防止混合氣體繼續(xù)外泄。

海晶化工對氯氣壓縮機(jī)密封充氣室壓力要求為2.5~5.0 kPa；密封抽氣室壓力要求為-2.0~-3.5 kPa。

2.2 油系統(tǒng)

為保證氯氣壓縮機(jī)在運(yùn)行中有足夠的油量，每臺氯氣壓縮機(jī)都有各自的油站。每個(gè)油站的設(shè)備包括1個(gè)2 100 mm×1 370 mm×1 250 mm的油箱、2臺油泵（1開1備）、1臺F=8m2的板式換熱器。除此之外，每臺氯氣壓縮機(jī)還配有1臺高位油箱，其作用是當(dāng)油泵跳閘時(shí)，為氯氣壓縮機(jī)停車提供3min的供油量。

氯氣壓縮機(jī)油系統(tǒng)的工作程序?yàn)椋拖浜细竦臐櫥徒?jīng)油泵加壓后，經(jīng)過油冷卻器和油過濾器過濾除去大部分雜質(zhì)，通過壓力控制回路把壓力調(diào)節(jié)至0.45 MPa。一路進(jìn)入高位油箱，另一路進(jìn)入主機(jī)組的各個(gè)進(jìn)油點(diǎn)。通過現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥調(diào)至所需壓力，進(jìn)入壓縮機(jī)的前后軸承及增速器等進(jìn)行潤滑，然后，通過各處回油管匯到總管回到油箱。

潤滑油對于氯氣壓縮機(jī)來說尤為重要，它是氯氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行和有關(guān)零部件使用壽命的保證，因此，海晶化工對氯氣壓縮機(jī)的潤滑油從以下方面進(jìn)行了規(guī)定：油箱油位及油溫、前后軸承回油溫度、前后軸承進(jìn)油壓力等。

2.3 氯氣中間冷卻系統(tǒng)

當(dāng)高速運(yùn)行的氯氣壓縮機(jī)對氯氣進(jìn)行加壓后，氯氣溫度將會升高。當(dāng)氯氣溫度達(dá)到149℃時(shí)，就能發(fā)生“氯火”現(xiàn)象，機(jī)組將可能徹底損壞。因此，需要把氯氣的溫度降低后再進(jìn)入下一級壓縮。而中間冷卻器便是完成這一冷卻過程的設(shè)備。海晶化工使用的氯氣中間冷卻器為列管式換熱器。氯氣走殼程，循環(huán)水走管程。要求每一級中間冷卻器進(jìn)口氯氣溫度≤90℃，出口氯氣溫度≤40℃。

2007年7月，海晶化工引進(jìn)日本氯工程1套2萬t/a離子膜燒堿裝置，燒堿產(chǎn)量達(dá)到14萬t/a。氯氣壓縮機(jī)4 500 m3/h的輸氣量難以滿足生產(chǎn)需要。為更好地發(fā)揮氯氣壓縮機(jī)性能，在2007年5月和7月，分別更換了1#、2#氯氣壓縮機(jī)的8臺氯氣中間冷卻器。氯氣中間冷卻器的換熱面積由174 m2加大為255 m2，出入口管管徑也相應(yīng)加大。改造后，氯氣壓縮機(jī)的性能有所提高，對比情況見表1。

3 維護(hù)保養(yǎng)

除了要求操作人員按照正確的操作方法進(jìn)行操作外，海晶化工對氯氣壓縮機(jī)制定了較為詳細(xì)的維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃,見表2。

此外，每周1次對氯氣壓縮機(jī)整機(jī)進(jìn)行振動及各部軸承溫度的測量。為保證在出現(xiàn)異常情況時(shí)對氯氣壓縮機(jī)能進(jìn)行及時(shí)有效保護(hù)，還設(shè)定了相關(guān)安全連鎖，例如，油過濾器出口壓力≤0.40 MPa時(shí)，連鎖啟動副油泵；油過濾器出口壓力≤0.30 MPa時(shí)，連鎖對應(yīng)氯壓機(jī)停車。

4 運(yùn)行情況

該企業(yè)嚴(yán)格按照《設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程（第七分冊）》中的要求，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12個(gè)月后對氯氣壓縮機(jī)進(jìn)行解體大修，從而有效地保證了氯氣壓縮機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。自氯氣壓縮機(jī)開始使用以來，未發(fā)生過因壓縮機(jī)故障而停車的事故，但其輔助系統(tǒng)發(fā)生過幾次小事故。

表1 2#氯氣壓縮機(jī)中間冷卻器改造前后對比

表2 氯氣壓縮機(jī)維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃

氯氣壓縮機(jī)擴(kuò)容改造前，曾經(jīng)發(fā)生過一段、二段氯氣中間冷卻器內(nèi)漏事故，水與氯氣混合后生成的酸性溶液腐蝕中冷器及壓縮機(jī)，使中冷器與壓縮機(jī)內(nèi)的溫度驟然升高，由于操作工及時(shí)進(jìn)行了緊急停車處理，未造成大的損失。鑒于此教訓(xùn)，氯氣壓縮機(jī)擴(kuò)容改造后，加強(qiáng)了對氯氣中間冷卻器的管理力度：（1）將各段氯氣中間冷卻器作為1級壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)；（2）2次/班分析氯氣中間冷卻器循環(huán)水中游離氯含量；（3）根據(jù)氯氣中間冷卻器列管結(jié)垢情況，在不能保證清洗安全的情況下對其進(jìn)行更換。

油板換發(fā)生過內(nèi)漏。氯氣壓縮機(jī)油站的油板換使用7℃水作為冷介質(zhì)，換熱后的7℃水回到冷凍水罐，再進(jìn)入溴化鋰制冷機(jī)。操作工進(jìn)行日常巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)冷凍水罐置換出的水中漂著一層油，由此判斷為油板換內(nèi)漏，隨即進(jìn)行了緊急切換。因發(fā)現(xiàn)及時(shí)，也未造成任何損失。

5 檢修情況

從歷年來的檢修檔案中可以看出，氯氣壓縮機(jī)主機(jī)需要更換的零部件主要為各級梳齒密封和軸承瓦塊。氯氣壓縮機(jī)運(yùn)行初期是委托外單位進(jìn)行檢修，每次的檢修費(fèi)用均為幾萬元。后參考《設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程（第七分冊）》，逐漸掌握了氯氣壓縮機(jī)的檢修方法?，F(xiàn)在氯氣壓縮機(jī)的檢修均由海晶化工完成，節(jié)約了檢修費(fèi)用。

氯氣壓縮機(jī)的增速器和電機(jī)也有檢修記錄，是委托專業(yè)廠家進(jìn)行檢修。由于氯氣壓縮機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)（10 407 r/min），因此，壓縮機(jī)與增速器、增速器與電機(jī)間的對中非常重要。

［1］陳彬，劉偉，張國大.離心式氯氣壓縮機(jī)充抽氣密封系統(tǒng).氯堿工業(yè)，2005，（5）：38－39.

［2］孔凡風(fēng).氯氣透平機(jī)中冷器使用探討.氯堿工業(yè)，2005，（8）：42－43.

Application of domestic centrifugal chlorine compressor

WANG Zeng-yan,SONG Ai-hua,ZHANG Yu-lian

(Qingdao Haijing Chemical Co.,Ltd.,Qingdao 266042,China)

The working principle，structural performance and its auxiliary systems of centrifugal chlorine compressors was outlined.Maintenance and use of centrifugal chlorine compressors was introduced.

centrifugal chlorine compressors;working principle;structural;auxiliary systems;operation and maintenance

TQ124.4+16

B

1009－1785(2012)09-0023-03

青島海晶化工集團(tuán)有限公司（以下簡稱海晶化工）用來壓縮和輸送氯氣的設(shè)備為國產(chǎn)離心式壓縮機(jī)（以下稱氯氣壓縮機(jī)），共有2臺，1開1備，自1996年11月開始使用。隨著燒堿產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，原有的3 700 m3/h的輸氣量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要，為此，委托氯氣壓縮機(jī)廠家在2001年6月13日至6月25日，對1#氯氣壓縮機(jī)進(jìn)行了局部改造，充分利用原機(jī)零部件及配套設(shè)備，對影響通流能力的主要零部件進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，達(dá)到擴(kuò)容增產(chǎn)目的。改造后的氯氣壓縮機(jī)輸氣量達(dá)到4 500 m3/h，滿足當(dāng)時(shí)12萬t/a的燒堿產(chǎn)量，經(jīng)1年試運(yùn)行，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足生產(chǎn)需要，運(yùn)行平穩(wěn)。在2002年6月至7月，又對2#氯氣壓縮機(jī)進(jìn)行了擴(kuò)容改造。至今，經(jīng)擴(kuò)容改造后的氯氣壓縮機(jī)已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了8年之久，在這期間，氯氣壓縮機(jī)的故障停機(jī)率始終為零，其平穩(wěn)運(yùn)行充分體現(xiàn)了離心式壓縮機(jī)輸送氣量大、效率高、長周期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、維護(hù)管理方便等特點(diǎn)。

海晶化工現(xiàn)燒堿產(chǎn)量為14萬t/a，氯氣壓縮機(jī)基本處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。要確保氯氣壓縮機(jī)穩(wěn)定安全運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行正確操作，細(xì)致的維護(hù)保養(yǎng)。

王增艷（1978—），女，工程師，2002年畢業(yè)于濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程及自動化專業(yè)，現(xiàn)任青島海晶化工集團(tuán)有限公司燒堿廠設(shè)備員。

2011-05-11