吳紅忠

（焦作煤業(yè)（集團(tuán)）開元化工有限責(zé)任公司，河南 焦作454191）

氯氣壓縮機(jī)是氯堿生產(chǎn)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，若氯壓機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)， 會(huì)直接導(dǎo)致氯堿裝置的全面停車。 氯壓機(jī)能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到氯堿企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。 焦作煤業(yè)（集團(tuán)）開元化工有限責(zé)任公司20 萬t/a 離子膜生產(chǎn)裝置采用德國(guó)西門子生產(chǎn)的型號(hào)為STC-SH （8-4-VRZ） 氯氣壓縮機(jī)。該設(shè)備從2011 年投用至今，由于使用年限較長(zhǎng)，近兩年來不斷出現(xiàn)設(shè)備故障， 導(dǎo)致離子膜燒堿裝置停車停產(chǎn)， 給公司造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。 為改變現(xiàn)狀， 在原有工藝基礎(chǔ)上配置一臺(tái)國(guó)產(chǎn)氯氣壓縮機(jī)備用， 這種配置方式可有效改變由于進(jìn)口氯壓機(jī)產(chǎn)生故障而引起的長(zhǎng)時(shí)間停車狀況， 又可以減少企業(yè)設(shè)備投資，有效保障生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

1 氯壓機(jī)的工作流程

將電解生產(chǎn)來的高溫濕氯氣通過洗滌、冷卻、干燥處理后加壓輸送至合成崗位或氯氣液化單元。

2 氯壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

2.1 氯壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該公司采用德國(guó)西門子生產(chǎn)的型號(hào)為STC-SH（8-4-VRZ）氯氣壓縮機(jī)，氯氣壓縮單元包括1 個(gè)四級(jí)離心式壓縮機(jī)，1 個(gè)透平增速齒輪箱、1 個(gè)電動(dòng)機(jī)、1 個(gè)壓縮機(jī)底座、1 個(gè)增速器單元和電動(dòng)機(jī)、4 個(gè)極間冷卻器及連接管道、1 個(gè)潤(rùn)滑油系統(tǒng)、1 個(gè)密封氣系統(tǒng)以及必要的檢測(cè)和控制系統(tǒng)。 壓縮機(jī)殼體采用單軸多級(jí)水平分解設(shè)計(jì)， 密封氣系統(tǒng)采用三腔式迷宮密封， 用干燥氮?dú)饣騼x表風(fēng)做內(nèi)部各個(gè)氣室的壓力補(bǔ)償，并連接到吸氣側(cè)，通過調(diào)節(jié)閥門可以調(diào)節(jié)緩沖氣的壓力。 中間的氣室將緩沖氣與處理氣體的混合氣排到廢氣處理裝置。

2.2 氯壓機(jī)的工作原理[1]

氯氣壓縮機(jī)為離心式透平壓縮機(jī)， 壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力對(duì)氯氣做功，葉輪的進(jìn)口產(chǎn)生負(fù)壓，從而將氣體連續(xù)的吸入機(jī)內(nèi)，氣體在強(qiáng)大離心力的作用下，壓力得到提高，同時(shí)動(dòng)能也大為增加， 隨后氣體在擴(kuò)張的流道中流動(dòng)時(shí)又將這部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能， 使氣體的壓力進(jìn)一步提高，從而達(dá)到提高氣體壓力的目的，經(jīng)過一級(jí)壓縮的氯氣溫度、壓力升高，進(jìn)入一級(jí)冷卻器（因?yàn)闅怏w的壓縮消耗機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為熱能， 所以壓縮機(jī)每一段的壓縮比不能過大， 必須在級(jí)間設(shè)置中間冷卻器以移除熱量， 使氣體體積減小以利于壓縮過程的逐級(jí)進(jìn)行）， 利用循環(huán)冷卻水換熱后將氯氣冷卻，然后依次進(jìn)入二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)壓縮及冷卻后，氯氣被送至氯氣液化儲(chǔ)存及包裝出售。

3 氯壓機(jī)故障及影響運(yùn)行的原因分析

（1）目前國(guó)內(nèi)氯堿企業(yè)多以一臺(tái)進(jìn)口氯氣壓縮機(jī)為核心設(shè)備服務(wù)生產(chǎn)， 這種單一設(shè)備結(jié)構(gòu)模式制約了氯堿裝置的穩(wěn)定運(yùn)行， 氯壓機(jī)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)異常，直接導(dǎo)致氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。

（2）氯氣壓縮機(jī)為原裝進(jìn)口設(shè)備，備件采購(gòu)周期長(zhǎng)，且采購(gòu)費(fèi)用和維修費(fèi)用昂貴。

（3）設(shè)備本身制造精良，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)時(shí)通常采用單臺(tái)設(shè)計(jì)方案，但氯氣系統(tǒng)除氯氣壓縮機(jī)外還有其他關(guān)聯(lián)的設(shè)備和環(huán)節(jié)， 即使氯氣壓縮機(jī)本身沒有問題， 其他設(shè)備和環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時(shí)也會(huì)導(dǎo)致氯氣壓縮機(jī)跳停。

（4）氯壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行條件要求嚴(yán)格，聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)精密，不僅對(duì)重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行報(bào)警、停車監(jiān)測(cè)，還對(duì)其他的一些參數(shù)進(jìn)行報(bào)警、停車監(jiān)測(cè)，如軸振動(dòng)、軸位移、軸承溫度、流量、油壓、油溫等進(jìn)行報(bào)警或停車。 因此會(huì)出現(xiàn)一些沒必要的停車， 影響生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行。僅在2019 年就因?yàn)槁葰饪偣茏钥亻y儀表風(fēng)管脫落、電網(wǎng)波動(dòng)、氯壓機(jī)前軸承溫度高、四級(jí)冷凝器軟連接短接漏、一級(jí)冷卻器漏、齒輪箱油溫高等導(dǎo)致9 次裝置聯(lián)鎖停車， 停車時(shí)間長(zhǎng)達(dá)328 h，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行和該公司的經(jīng)濟(jì)效益。

4 實(shí)施方案及優(yōu)點(diǎn)

4.1 方案

為改變氯壓機(jī)產(chǎn)生故障導(dǎo)致生產(chǎn)裝置停車的現(xiàn)狀， 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)， 該公司20 萬t/a 離子膜燒堿裝置利用現(xiàn)氯壓機(jī)房西側(cè)空地，備用氯壓機(jī)管路與原工藝管路連接， 項(xiàng)目完成后由一分廠氯氫處理統(tǒng)一管理。

4.2 優(yōu)點(diǎn)

項(xiàng)目依托該公司的現(xiàn)有條件， 充分利用公司現(xiàn)有管道和設(shè)施，新增一臺(tái)國(guó)產(chǎn)氯氣壓縮機(jī)備用，不僅避免了單臺(tái)氯壓機(jī)帶來的系統(tǒng)停車風(fēng)險(xiǎn)， 每年裝置可多運(yùn)行近360 h，可有效緩解單臺(tái)氯氣壓縮機(jī)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的壓力，實(shí)現(xiàn)氯堿裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，而且新增國(guó)產(chǎn)備用氯壓機(jī)占地面積小， 投資資金少， 工期短、生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、操作能力可控、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)，符合氯堿行業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的新趨勢(shì)。

因此新增一臺(tái)國(guó)產(chǎn)氯氣壓縮機(jī)作為備機(jī)與原設(shè)計(jì)進(jìn)口氯壓機(jī)切換使用不僅是合理的， 而且是最經(jīng)濟(jì)的配置。

5 國(guó)產(chǎn)氯壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)及作用

5.1 國(guó)產(chǎn)氯壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)[2]

國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)經(jīng)過幾十年的不斷進(jìn)步， 完全可以滿足氯堿企業(yè)裝置運(yùn)行可靠性、 安全性及經(jīng)濟(jì)性的要求。同時(shí)國(guó)產(chǎn)設(shè)備備品、備件采購(gòu)周期短、維修快，可有效避免因備品、 備件采購(gòu)原因造成的檢維修時(shí)間過長(zhǎng)的問題， 達(dá)到降低和縮短維修時(shí)間延長(zhǎng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間的目的。國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)組投資成本低，備品、備件采購(gòu)費(fèi)用及維修費(fèi)用低，可有效降低企業(yè)的投資成本、維修成本、運(yùn)行成本，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)氯氣壓機(jī)相關(guān)費(fèi)用對(duì)比具體數(shù)據(jù)見表1。

通過采用國(guó)產(chǎn)氯壓機(jī)為備機(jī)切換運(yùn)行， 企業(yè)可有效降低生產(chǎn)成本，保障生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，提高該公司的經(jīng)濟(jì)效益。 其中購(gòu)置成套氯壓機(jī)設(shè)備即可節(jié)約設(shè)備投資近500 萬元。

5.2 采用國(guó)產(chǎn)氯壓機(jī)為備機(jī)的作用

該公司采用國(guó)產(chǎn)氯氣壓縮機(jī)作為備機(jī)與進(jìn)口氯壓機(jī)切換， 可實(shí)現(xiàn)進(jìn)口壓縮機(jī)與國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)在氯堿行業(yè)生產(chǎn)中的并用，其重要作用如下。

（1）推動(dòng)國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)在氯堿生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用及國(guó)產(chǎn)氯壓機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)步； 縮短與進(jìn)口壓縮機(jī)的差距。

表1 進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)氯氣壓機(jī)相關(guān)費(fèi)用對(duì)比表

（2）增強(qiáng)生產(chǎn)裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行周期；提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（3）降低設(shè)備投資，縮短設(shè)備維修周期，減少設(shè)備維修費(fèi)用，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

6 效益分析

每年可減少檢維修時(shí)間15 d， 則可多生產(chǎn)燒堿9 000 t，液氯2 250 t，鹽酸2 700 t，氫氣256.5 萬m3，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值2 340 萬元（依現(xiàn)在市場(chǎng)價(jià)格為依據(jù)）。

7 結(jié)論

通過全面的綜合性分析， 采用新增國(guó)產(chǎn)氯壓機(jī)做為備機(jī)切換運(yùn)行， 當(dāng)運(yùn)行壓縮機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)立即更換備用壓縮機(jī)，待檢修正常后作為備機(jī)備用，通過這一優(yōu)化配置可確保20 萬t/a 離子膜生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行， 符合氯堿企業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)和發(fā)展趨勢(shì)，有利于該公司實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期化、穩(wěn)定化、安全化、效益最大化的根本目標(biāo)。