趙志超(兗礦新疆煤化工有限公司，新疆烏魯木齊830011)

0 引言

兗礦新疆煤化工有限公司尿素車間CO2壓縮機(jī)機(jī)組為沈陽透平機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的型號為2MCL607+2BCL356/A 離心壓縮機(jī)，配套杭州汽輪機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的型號NK40/45/20 的汽輪機(jī)作為驅(qū)動動力對尿素工段所需的CO2氣體進(jìn)行壓縮送入尿素汽提塔。

2MCL607+2BCL356/A離心壓縮機(jī)按照兩缸四段進(jìn)行設(shè)計，設(shè)有段間冷卻器對各級壓縮后的CO2氣體進(jìn)行冷卻，壓縮機(jī)一、二段為低壓缸、三四段為高壓缸，機(jī)組采用背靠背、7級壓縮、水平剖分結(jié)構(gòu)，一段入口壓力原設(shè)計為0.039MPa,40℃，壓縮機(jī)四段出口壓力為14.6MPa,124.3℃；為調(diào)節(jié)生產(chǎn)負(fù)荷，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，CO2壓縮機(jī)組設(shè)有二回一、四回三調(diào)節(jié)閥、一段入口放空總閥、四段出口放空閥，以便于調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣量及事故時使用。

1 存在的問題

在實際生產(chǎn)過程中，由凈化工段輸送至CO2壓縮工段的純度≧95.5%、總硫≦5mg/m3、壓力為0.22MPa（G）CO2氣體，為滿足原設(shè)計一段入口壓力為0.039MPa的需要，壓縮機(jī)入口壓力必須通過減壓放空等手段將來自凈化工段0.22MPa（G）CO2氣體減壓后送入壓縮機(jī)組，增大了低壓缸的壓縮比，造成蒸汽浪費(fèi)，增加了機(jī)組的操作難度。

2 改造方案

低壓缸轉(zhuǎn)子由7級葉輪改造為6級葉輪；經(jīng)分析計算，入口壓力可提升至0.124MPa（G），原低壓缸一段壓縮比可由4.6降低為2.7，降低了3.8MPa蒸汽耗量，同時增加了CO2壓縮機(jī)組的操作穩(wěn)定性。

3 效能評估

（1）改造前，機(jī)組振動、溫度基本保持平穩(wěn)。

（2）改造后低壓缸振動波動較大，二段出口分離器附近振動明顯，通過增加一回一調(diào)節(jié)閥、一段出口放空調(diào)節(jié)閥克服機(jī)組振動后機(jī)組指標(biāo)基本保持平穩(wěn)。

（3）3.8MPa蒸汽量消耗分析

CO2壓縮機(jī)低壓缸轉(zhuǎn)子改造前，3.8MPa 蒸汽流量趨勢如圖1，5 月22 日（CO2氣體流量達(dá)31000m3/h 時、蒸汽瞬時流量達(dá)46T/h，調(diào)節(jié)氣閥開度99.8%）：

圖1 :2壓縮機(jī)低壓缸轉(zhuǎn)子改造前3.8MPa蒸汽流量趨勢圖（5月21～26日）

實施改造后，10 月26～29 日在每天產(chǎn)量1729.68 噸、1742.88 噸、1743.23 噸、1753.39 噸，3.8MPa 蒸汽流量趨勢如2，10 月28 日（CO2氣體流量達(dá)31800m3/h 時、蒸汽瞬時流量達(dá)41.5T/h，調(diào)節(jié)氣閥開度91.3%）。

圖2：壓縮機(jī)低壓缸轉(zhuǎn)子改造后3.8MPa蒸汽流量趨勢圖（10月26～29日）

11 月9 日（CO2氣體流量達(dá)30700m3/h 時、蒸汽瞬時流量達(dá)39.8T/h，調(diào)節(jié)氣閥開度90.5%），參見圖3，改造前后系統(tǒng)負(fù)荷及詳細(xì)消耗對照詳見表1。

圖3：壓縮機(jī)低壓缸轉(zhuǎn)子改造后3.8MPa蒸汽流量趨勢圖（11月9～10日）

表1：改造前后系統(tǒng)負(fù)荷及詳細(xì)消耗對照

（4）對尿素系統(tǒng)的運(yùn)行影響：

CO2氣量波動幅度降低，氣量基本穩(wěn)定，使得高壓系統(tǒng)物料配比穩(wěn)定，提高了高壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率；

改造后進(jìn)入高壓系統(tǒng)的CO2溫度（位號TI-8011）由原來的141℃降低到125℃左右,使尿素縮二脲由原來的1.0%以上降低為1.0%以下，使尿素成品提高了一個檔次；

CO2氣量穩(wěn)定后，尿素高壓圈系統(tǒng)各項工藝指標(biāo)尤其是高壓甲銨冷凝器汽液相溫度、高壓洗滌器出氣及下液溫度，合成塔出液溫度等指標(biāo)在機(jī)組改造后能夠及時便利將指標(biāo)控制在最優(yōu)位置，使尿素產(chǎn)量增加，消耗降低，現(xiàn)在噸尿素消耗基本維持在579Kg/噸左右，低于原設(shè)計的585Kg/噸的尿素消耗指標(biāo)。

4 經(jīng)濟(jì)效益估算

在CO2氣量維持在31000m3/左右時壓縮機(jī)調(diào)節(jié)氣閥由原來的99%左右降低為91%左右，在運(yùn)行工況基本相同的情況下，3.8MPa 過熱蒸汽量在改造后比改造前每小時節(jié)約蒸汽4.8T/h左右，年節(jié)約資金242萬元。