鄭陽偉，胡智勇，廖永金

（乳源東陽光電化廠，廣東 韶關(guān)512700）

乳源東陽光電化廠擁有25.5萬t/a離子膜燒堿生產(chǎn)能力，一期為5.5萬t/a，二期為20萬t/a。二期配備25萬t/a（LYJⅢ-0.35/10 000）、17萬t/a（LYJⅢ-0.35/6 800）、10萬t/a的氯氣透平壓縮機各1臺，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)負荷，并儲備有足夠的備用機組。其中LYJⅢ-0.35/10 000機組于2018年4月安裝后投入運行，使用至今，各項指標運行穩(wěn)定。

1 LYJⅢ-0.35/10 000氯氣透平壓縮機的結(jié)構(gòu)特點

氯氣透平壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式機械，憑借葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，使氣體受到離心力的作用而產(chǎn)生壓力。即把葉輪旋轉(zhuǎn)的機械能，轉(zhuǎn)換成氣體的勢能，提高了氣體的壓力和氣體的速度。同時高速氣體在流經(jīng)擴壓器、蝸殼等過流元件內(nèi)作擴壓流動，氣體速度逐漸減低，動壓轉(zhuǎn)換成靜壓，氣體壓力又得到提高，從而完成氣體壓縮過程。

該機組采用整體齒輪增速組裝型式，各透平壓縮缸體、齒輪箱和潤滑油站集裝成一體，減少占地面積，單層廠房布置，方便安裝檢修，提高機械效率。增速齒輪箱與軸密封釆用水平剖分設(shè)計，各壓縮缸體懸臂布置在增速齒輪箱兩側(cè)，任一級均可單獨拆檢，維修十分方便。葉輪采用閉式三元流葉輪，效率比半開式直葉片葉輪高約5%～10%。采用梳齒迷宮密封，其原理是氣流通過密封齒與氣封環(huán)之間的間隙時，速度有所增加，但壓力、溫度下降。當進入兩梳齒之間的空間時，截面突然增大，形成很強的渦流，從而使速度減小，幾乎靜止，而壓力基本保持不變，即等于間隙中的壓力，溫度回復(fù)到間隙前的數(shù)值。這樣，每當氣體通過一次間隙，壓力就下降一次，直至降為平壓。該機在壓縮缸體與齒輪箱之間的氣體密封依次設(shè)有回抽腔、混合腔、充氮腔、排空腔。由缸體漏入回抽腔的氯氣被回抽至一級缸體入口；在混合腔中，由回抽腔漏入的氯氣和由充氮腔中漏入的氮氣相混合，排向次氯吸收塔處理；充氮腔用于充入密封用氮氣；漏入排空腔的氮氣排入大氣，故密封可靠[1]。

2 氯氣透平壓縮機的自動化

隨著社會的發(fā)展，用人成本逐年提高，以及國家對化工企業(yè)安全生產(chǎn)的要求越來越高，自動化是化工生產(chǎn)的必然方向。LYJⅢ-0.35/10 000氯氣透平壓縮機加強了自動化設(shè)計，進口管、回流管和出口管都安裝了氣動調(diào)節(jié)閥門，所有自動閥門的信號引入PLC控制柜，該柜可在現(xiàn)場安裝，通過Modbus或以太網(wǎng)通訊將所有數(shù)據(jù)傳入DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)組態(tài)后，氯氣透平壓縮機的運行實時參數(shù)都可以DCS系統(tǒng)顯示，通過數(shù)據(jù)可對氯氣透平壓縮機進行遠程調(diào)節(jié)控制。該方案簡單易行，穩(wěn)定性高。氯氣透平壓縮機離DCS室有一段距離，如果將所有信號線接進DCS室，投入較大，操作繁瑣。

自動化改造后的開機方法。將氯氣透平壓縮機入口、出口閥門全關(guān)，自動和手動回流閥門全開，機組開起空轉(zhuǎn)。倒氯氣前將入口、出口的手動閥門全開，讓自動閥控制。開始少量氯氣進入氯氣透平壓縮機后，關(guān)小手動回流閥，讓不純的氯氣去廢氣處理。待氯氣純度提高后，逐步關(guān)小去廢氣處理的閥門直至關(guān)完，打開出口自動閥將氯氣送至下游工序。關(guān)小手動回流閥直至關(guān)完，然后才使用自動回流閥調(diào)節(jié)，通過入口自動閥和自動回流閥調(diào)節(jié)生產(chǎn)負荷，同時觀察機組電流、氯氣壓力等相關(guān)參數(shù)。

3 運行情況

氯氣透平壓縮機自2018年4月投運以來，除計劃檢修2次外，一直運行平穩(wěn)。主要運行指標見表1。

從實際生產(chǎn)看，該機組已滿足了乳源東陽光電化廠目前20萬t/a燒堿的氯氣輸送。從機組的進口閥、回流閥、氯氣系統(tǒng)大回流的開度及主機運行的電流看，該機組實際能力可以達到25萬t/a（折百）燒堿。從高速軸振看，機組運行相當平穩(wěn)，比原其它廠家的機型有很大提高，可靠性也進一步提升。

該機組操作彈性大，生產(chǎn)適應(yīng)性強。雖然生產(chǎn)負載很大，但能從電解槽剛開始升電流的低負荷開始就可帶氯氣，直到20萬t/a的電解槽電流升滿都可以帶完，即0～20萬t/a的任意負荷都能處理。為保證整個生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，對機組內(nèi)的聯(lián)鎖條件僅投入了“油壓低聯(lián)鎖”，除該聯(lián)鎖條件外，其它參數(shù)只報警，不聯(lián)鎖。如“高速軸振”的探頭異常或沒有數(shù)據(jù)時，機組運行正常，不會聯(lián)鎖停車，可堅持到計劃停機檢修時再更換，避免因軸振探頭的“假”信號導致全廠停車。

表1 氯氣透平壓縮機運行指標

4 機組改進

為了降低氯氣透平機壓縮機的油箱溫度，節(jié)省冷卻水用量，公司在設(shè)備制造商的指導下，將油泵出口管的三通改成彎頭，潤滑油全部經(jīng)過油冷卻器換熱。在油冷卻器后面的油管上增加三通，引支管去溢流調(diào)壓閥處，使冷卻后的潤滑油在保證油壓的前提下部分溢流回油箱。改造后氯氣透平壓縮機的油冷卻效果明顯提高，冷卻水耗量大幅下降，油冷卻器的冷凍水閥門過去全開供油溫度還偏高，現(xiàn)在只開少許即可。油箱溫度由60℃降至40℃，供油溫度，高速軸前、后軸承溫度，輸入軸前、后軸承溫度有所下降，降低了設(shè)備故障風險，有利于提高設(shè)備使用壽命。

降低氯氣透平機壓縮機入口氯氣溫度，可增大機組能力。干燥塔的出口溫度為15℃左右，通過對氯氣管道和酸霧捕集器外殼保溫，可將氯氣透平機壓縮機的一級氯氣進口溫度控制在20℃左右。相比未加保溫的30℃，回流可增加5%左右，機組抽力也明顯增大。

氯氣透平壓縮機入口管道適當放大，也可提升機組能力。LYJⅢ-0.35/10000氯氣透平壓縮機設(shè)計的入口管道為DN500，將入口管道改至DN600，減小干燥塔的出口至氯氣透平壓縮機入口的管道阻力。改管后回流可增加7%左右，機組抽力也明顯增大。

5 結(jié)語

綜合以上優(yōu)點及在該公司實際運行效果，表明大型系列氯氣透平壓縮機是成熟可靠的，通過適當?shù)倪x型搭配，可以有力的保障生產(chǎn)，取得良好的節(jié)能效果。