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氮氣壓縮機主冷凝器真空度低的分析與研究

閱讀次數(shù)：4562 發(fā)布時間：2017/4/7 14:29:19

氮氣壓縮機主冷凝器真空度低的分析與研究

　　大型化肥生產(chǎn)裝置中，主冷凝器的真空度對汽輪機裝置的效率、功率有重大影響。本文就實際生產(chǎn)過程中存在的問題，從主冷凝器端差、循環(huán)水水量、水質(zhì)等角度分析造成主冷凝器真空緩慢下降的原因，通過制定相應(yīng)的對策并實施應(yīng)用后，達到提高機組工作效率和運行周期的目的。

　　中國石油寧夏石化公司一化肥合成氨裝置氮氣壓縮機為德國德馬克(DEMAG) 公司制造的離心式壓縮機，產(chǎn)出8.0 MPa，12.0 MPa 的高壓氮氣產(chǎn)品，由3.8 MPa蒸汽輪機驅(qū)動。汽輪機主冷凝器真空度高低直接影響著機組的汽耗率和平穩(wěn)度；在壓縮機功率不變的情況下，真空度越高，汽輪機汽耗率越低。真空度低不僅直接影響汽輪機的安全運行和有效功率，而且直接影響著整套合成氨裝置8.0 MPa 高壓氮系統(tǒng)的平穩(wěn)供應(yīng)。2010-2012 年氮氣壓縮機的真空度頻繁出現(xiàn)低的態(tài)勢，尤其在夏季高溫、高負荷生產(chǎn)時真空度低，不僅影響著裝置的高負荷穩(wěn)定生產(chǎn)，而且還威脅著蒸汽透平的安全運行。因此，氮氣壓縮機主冷凝器真空度低的問題已成為制約裝置高負荷運行的瓶頸問題。

1、氮氣壓縮機主冷凝器的工作原理

　　主冷凝器是3.8 MPa 蒸汽驅(qū)動輪機做功后排出的蒸汽變成凝結(jié)水的熱交換設(shè)備。蒸汽在汽輪機內(nèi)完成一個膨脹過程后，在凝結(jié)過程中，排汽體積急劇縮小，原來被蒸汽充滿的空間形成了高度真空(見圖1)。凝結(jié)水則通過凝結(jié)水泵輸送進鍋爐。

主冷凝器真空形成原理

圖1 主冷凝器真空形成原理

　　3.8 MPa 蒸汽驅(qū)動輪機做功后，排汽進入主冷凝器，經(jīng)過循環(huán)水冷卻后形成冷凝液，冷凝液送往鍋爐使用(見圖2)。為維持主冷凝器需要的真空，設(shè)置了由0.98 MPa蒸汽驅(qū)動的抽氣器，其中不凝惰性氣體放入大氣。

氮氣壓縮機蒸汽冷凝液系統(tǒng)流程

圖2 氮氣壓縮機蒸汽冷凝液系統(tǒng)流程

2、影響主冷凝器真空度的原因

　　在正常生產(chǎn)中，影響真空度高低的原因有：汽輪機負荷；冷卻水進出口溫度和流量；凝汽器傳熱面積和傳熱系數(shù)；凝汽器傳熱表面狀態(tài)；真空噴射器工作情況等因素。下面結(jié)合生產(chǎn)實際，對以下幾方面的主要原因進行具體說明。

2.1、主冷凝器冷卻水流量小，換熱效率差

　　氮氣壓縮機主冷凝器冷卻水處于四大機組末端，總管水量的變化對機組的影響比較明顯(見表1)。

表1 氮氣壓縮機在同等負荷狀態(tài)下參數(shù)運行對照表

氮氣壓縮機在同等負荷狀態(tài)下參數(shù)運行對照表

　　從壓縮機段間換熱器冷卻水量變化可以看出，水量的變化引起真空度的變化非常明顯，水量降低，主冷凝器的換熱效率下降，真空度下降，導(dǎo)致機組的運行效果差。當循環(huán)水量不足時，汽輪機產(chǎn)生的泛汽在凝結(jié)器中被冷的量將減小，進而使排汽缸溫度上升，凝結(jié)器真空下降；2011 年水量的變化比較明顯。

2.2、主冷凝器冷卻水水質(zhì)差，堵塞管線

　　2011 年，對氮氣壓縮機主冷凝器冷卻水入口加裝反沖洗過濾器，以此來應(yīng)對因水質(zhì)差，雜物進入主冷凝器的可能。2011 年至2012 年4 月反沖洗操作29 次，反沖洗出來的雜質(zhì)有填料碎片、銹皮、泡沫、焊渣、木楔、木棒、鐵塊、塑料袋等

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