孫延濤

（山西晉豐煤化工有限責(zé)任公司，山西 高平 048400）

引 言

山西晉豐煤化工有限責(zé)任公司高平分公司現(xiàn)有2套“18·30”合成氨、尿素生產(chǎn)裝置。合成氨系統(tǒng)采用固定床間歇制氣工藝，有32臺(tái)UGI煤氣化爐向后系統(tǒng)提供約200 000m3／h半水煤氣。后系統(tǒng)依次為一次脫硫、變換、二次脫硫、脫碳、精脫硫、醇烴化和氨合成。由于各工段所需的壓力不同，故采用6M50往復(fù)式壓縮機(jī)向各工段輸送不同壓力等級(jí)的氣體。

1 原有設(shè)置及存在問(wèn)題

造氣爐制得的半水煤氣送入氣柜，氣柜出口壓力約為3kPa，經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“羅茨機(jī)”）加壓至25kPa～40kPa，為一次脫硫創(chuàng)造合適的工藝條件。第81頁(yè)圖1為羅茨機(jī)供氣流程圖。經(jīng)一次脫硫后送入往復(fù)式壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“壓縮機(jī)”）。通過(guò)調(diào)節(jié)羅茨機(jī)的送氣量與壓縮機(jī)的吸氣量來(lái)控制一次脫硫壓力。我公司采用回路調(diào)節(jié)法來(lái)穩(wěn)定一次脫硫系統(tǒng)壓力，即，首先通過(guò)配置羅茨機(jī)運(yùn)行數(shù)量來(lái)保證羅茨機(jī)總打氣量大于壓縮機(jī)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)路循環(huán)閥的開(kāi)度來(lái)使少部分氣體由羅茨機(jī)出口回到羅茨機(jī)進(jìn)口。另一大部分氣通過(guò)管道輸送至壓縮機(jī)。外送的氣量越大，脫硫系統(tǒng)的壓力（即壓縮機(jī)入口壓力）越高，壓縮機(jī)的打氣量也就越大。當(dāng)羅茨機(jī)送出的氣體量等于壓縮機(jī)在此入口壓力下的打氣量時(shí)，脫硫系統(tǒng)的壓力也就穩(wěn)定在這個(gè)壓力下。正常生產(chǎn)情況下，操作工通過(guò)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)路循環(huán)閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)脫硫系統(tǒng)壓力，當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)某臺(tái)羅茨機(jī)跳車或其他問(wèn)題導(dǎo)致羅茨機(jī)送出氣體的總量小于壓縮機(jī)的吸氣量時(shí)，脫硫系統(tǒng)壓力將急劇下降，從而無(wú)法將塔底的脫硫液壓出。如第81頁(yè)圖2所示，當(dāng)塔內(nèi)壓力突然降低時(shí)，塔底的溶液流出塔外的速度變慢，而脫硫泵補(bǔ)入塔內(nèi)的速度不變，塔底的液位急劇上漲；當(dāng)液位高于塔底半水煤氣進(jìn)氣口時(shí)，造成氣體進(jìn)入脫硫塔的阻力增大，從而使羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口壓力陡然升高，羅茨鼓風(fēng)機(jī)電流超標(biāo)而跳車，造成生產(chǎn)中斷。同時(shí)，當(dāng)壓縮機(jī)入口壓力低至負(fù)壓時(shí)，因一次脫硫系統(tǒng)至壓縮機(jī)入口設(shè)備排污閥未關(guān)嚴(yán)或存在漏點(diǎn)等，致使空氣進(jìn)入半水煤氣中形成可爆氣體，造成惡性事故發(fā)生。

因此，為避免壓縮機(jī)入口壓力過(guò)低或負(fù)壓，壓縮機(jī)入口壓力設(shè)置了跳車聯(lián)鎖，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓縮機(jī)自動(dòng)跳車，以保證系統(tǒng)安全。我公司原有聯(lián)鎖保護(hù)值設(shè)置為同一壓力，當(dāng)壓縮機(jī)入口壓力低于設(shè)定值時(shí)，所有壓縮機(jī)同時(shí)跳車，造成生產(chǎn)中斷。

圖1 羅茨機(jī)供氣流程圖

圖2 一次脫硫流程圖

2 改進(jìn)后聯(lián)鎖保護(hù)值設(shè)定方法及優(yōu)點(diǎn)

本方法通過(guò)將壓縮機(jī)入口壓力跳車聯(lián)鎖保護(hù)值設(shè)置為高低不同值的方式來(lái)減少上述惡性事故的發(fā)生。即，將5號(hào)壓縮機(jī)保護(hù)值設(shè)置為10kPa，3號(hào)、4號(hào)壓縮機(jī)設(shè)置為5kPa，1號(hào)、2號(hào)壓縮機(jī)設(shè)置為1kPa，逐級(jí)遞減呈階梯狀分布。當(dāng)前工段送氣量急劇變小、壓縮機(jī)入口總管壓力低于10kPa時(shí)，5號(hào)壓縮機(jī)跳車，減少壓縮機(jī)吸氣量，有利于壓縮機(jī)入口壓力回升或減緩其下降速度，從而為操作工調(diào)節(jié)贏取一定的時(shí)間。假設(shè)5號(hào)壓縮機(jī)跳車后，仍未能阻止壓縮機(jī)入口壓力繼續(xù)下降，當(dāng)壓力降至5kPa時(shí)，3號(hào)、4號(hào)壓縮機(jī)跳車，即更大幅度地減少壓縮機(jī)的含氣，從而更大程度地緩解壓縮機(jī)入口壓力的下降速度。如壓縮機(jī)入口氣源完全中斷，最終1號(hào)、2號(hào)壓縮機(jī)也將跳車，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)停車。

改進(jìn)后方法有如下優(yōu)點(diǎn)：在一次脫硫工段送氣量與壓縮機(jī)吸氣量嚴(yán)重不匹配時(shí)，可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)減量，避免因氣量突然減小而造成的系統(tǒng)停車；設(shè)置簡(jiǎn)單，無(wú)需追加投資。

3 結(jié)束語(yǔ)

本法于2012年5月28日投用于我公司2套合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)，運(yùn)行過(guò)程中尚未發(fā)現(xiàn)其他負(fù)面影響。