國產離心式氯氣壓縮機的使用情況

王增艷，宋愛華，張玉蓮（青島海晶化工集團有限公司，山東青島266042）

國產離心式氯氣壓縮機的使用情況

王增艷，宋愛華，張玉蓮（青島海晶化工集團有限公司，山東青島266042）

簡述了離心式氯氣壓縮機的工作原理、結構性能、輔助系統(tǒng)及維護使用情況。

離心式氯氣壓縮機；工作原理；結構；輔助系統(tǒng)；運行及保養(yǎng)

1 工作原理及結構

離心式氯氣壓縮機為四級壓縮四級冷卻壓縮機。當葉輪高速旋轉時會產生離心力，離心力對氯氣產生作用，使氯氣獲得巨大的動能和靜壓能。同時，在葉輪中形成負壓使氯氣吸入葉輪的流道，然后高速向四周甩出。葉輪不停地旋轉，氯氣不斷的被吸入和排出。

離心式氯氣壓縮機由壓縮機、齒輪增速器和電動機組成。壓縮機缸體為水平剖分式結構。壓縮機外殼由鑄鐵制成四級蝸殼狀，上下2個半體，蝸殼間裝有齒封以隔離級間氣體。主軸上帶有四級閉式葉輪，每級為1個壓縮段，4進4出，分別安裝在四級蝸殼中，葉輪由鉻鉬鋼制成。主軸兩端及各級葉輪之間均裝有齒封，與蝸殼間的齒封交錯隔離，以防止各級間氣體竄位。在軸端還設有惰性氣體充、抽氣密封結構，防止氯氣泄入大氣，污染環(huán)境。為保證壓縮機安全穩(wěn)定運轉，主機上設有軸位移和軸振動監(jiān)測儀表，軸承上設有溫度監(jiān)測儀表。

增速器由3個行星輪、1個六齒圈及1個太陽輪組成，通過增速器將主機轉速提高到10407r/min。

電動機為6 000 V高壓電動機,功率為560 kW，型號為Y4005-4。

2 輔助系統(tǒng)

2.1 充抽氣密封系統(tǒng)

密封是離心式氯氣壓縮機不可缺少的部分。為了防止氯氣泄漏，離心式氯氣壓縮機的級間密封、輪蓋密封都采用梳齒密封，而在軸端不僅采用梳齒密封還設有惰性氣體（海晶化工用干燥空氣）充、抽氣密封結構，防止氯氣泄入大氣，污染環(huán)境。

充抽氣密封系統(tǒng)的工作原理為，當氯氣由缸體內部通過軸端密封齒逐級泄漏時，首先通過抽氣系統(tǒng)將氯氣和干燥空氣混合氣體抽出，送入一級入口，然后，有極少量的氯氣和干燥空氣混合氣體通過軸端密封齒向外泄漏。當到達充氣口時，混合氣體壓力已很低，且氣量也很少，所以在這里充入一定壓力的干燥空氣即可防止混合氣體繼續(xù)外泄。

海晶化工對氯氣壓縮機密封充氣室壓力要求為2.5~5.0 kPa；密封抽氣室壓力要求為-2.0~-3.5 kPa。

2.2 油系統(tǒng)

為保證氯氣壓縮機在運行中有足夠的油量，每臺氯氣壓縮機都有各自的油站。每個油站的設備包括1個2 100 mm×1 370 mm×1 250 mm的油箱、2臺油泵（1開1備）、1臺F=8m2的板式換熱器。除此之外，每臺氯氣壓縮機還配有1臺高位油箱，其作用是當油泵跳閘時，為氯氣壓縮機停車提供3min的供油量。

氯氣壓縮機油系統(tǒng)的工作程序為，油箱合格的潤滑油經油泵加壓后，經過油冷卻器和油過濾器過濾除去大部分雜質，通過壓力控制回路把壓力調節(jié)至0.45 MPa。一路進入高位油箱，另一路進入主機組的各個進油點。通過現場的調節(jié)閥調至所需壓力，進入壓縮機的前后軸承及增速器等進行潤滑，然后，通過各處回油管匯到總管回到油箱。

潤滑油對于氯氣壓縮機來說尤為重要，它是氯氣壓縮機正常運行和有關零部件使用壽命的保證，因此，海晶化工對氯氣壓縮機的潤滑油從以下方面進行了規(guī)定：油箱油位及油溫、前后軸承回油溫度、前后軸承進油壓力等。

2.3 氯氣中間冷卻系統(tǒng)

當高速運行的氯氣壓縮機對氯氣進行加壓后，氯氣溫度將會升高。當氯氣溫度達到149℃時，就能發(fā)生“氯火”現象，機組將可能徹底損壞。因此，需要把氯氣的溫度降低后再進入下一級壓縮。而中間冷卻器便是完成這一冷卻過程的設備。海晶化工使用的氯氣中間冷卻器為列管式換熱器。氯氣走殼程，循環(huán)水走管程。要求每一級中間冷卻器進口氯氣溫度≤90℃，出口氯氣溫度≤40℃。

2007年7月，海晶化工引進日本氯工程1套2萬t/a離子膜燒堿裝置，燒堿產量達到14萬t/a。氯氣壓縮機4 500 m3/h的輸氣量難以滿足生產需要。為更好地發(fā)揮氯氣壓縮機性能，在2007年5月和7月，分別更換了1#、2#氯氣壓縮機的8臺氯氣中間冷卻器。氯氣中間冷卻器的換熱面積由174 m2加大為255 m2，出入口管管徑也相應加大。改造后，氯氣壓縮機的性能有所提高，對比情況見表1。

3 維護保養(yǎng)

除了要求操作人員按照正確的操作方法進行操作外，海晶化工對氯氣壓縮機制定了較為詳細的維護保養(yǎng)計劃,見表2。

此外，每周1次對氯氣壓縮機整機進行振動及各部軸承溫度的測量。為保證在出現異常情況時對氯氣壓縮機能進行及時有效保護，還設定了相關安全連鎖，例如，油過濾器出口壓力≤0.40 MPa時，連鎖啟動副油泵；油過濾器出口壓力≤0.30 MPa時，連鎖對應氯壓機停車。

4 運行情況

該企業(yè)嚴格按照《設備維護檢修規(guī)程（第七分冊）》中的要求，連續(xù)運轉12個月后對氯氣壓縮機進行解體大修，從而有效地保證了氯氣壓縮機平穩(wěn)運行。自氯氣壓縮機開始使用以來，未發(fā)生過因壓縮機故障而停車的事故，但其輔助系統(tǒng)發(fā)生過幾次小事故。

表1 2#氯氣壓縮機中間冷卻器改造前后對比

表2 氯氣壓縮機維護保養(yǎng)計劃

氯氣壓縮機擴容改造前，曾經發(fā)生過一段、二段氯氣中間冷卻器內漏事故，水與氯氣混合后生成的酸性溶液腐蝕中冷器及壓縮機，使中冷器與壓縮機內的溫度驟然升高，由于操作工及時進行了緊急停車處理，未造成大的損失。鑒于此教訓，氯氣壓縮機擴容改造后，加強了對氯氣中間冷卻器的管理力度：（1）將各段氯氣中間冷卻器作為1級壓力容器進行定期檢驗；（2）2次/班分析氯氣中間冷卻器循環(huán)水中游離氯含量；（3）根據氯氣中間冷卻器列管結垢情況，在不能保證清洗安全的情況下對其進行更換。

油板換發(fā)生過內漏。氯氣壓縮機油站的油板換使用7℃水作為冷介質，換熱后的7℃水回到冷凍水罐，再進入溴化鋰制冷機。操作工進行日常巡檢時發(fā)現冷凍水罐置換出的水中漂著一層油，由此判斷為油板換內漏，隨即進行了緊急切換。因發(fā)現及時，也未造成任何損失。

5 檢修情況

從歷年來的檢修檔案中可以看出，氯氣壓縮機主機需要更換的零部件主要為各級梳齒密封和軸承瓦塊。氯氣壓縮機運行初期是委托外單位進行檢修，每次的檢修費用均為幾萬元。后參考《設備維護檢修規(guī)程（第七分冊）》，逐漸掌握了氯氣壓縮機的檢修方法?，F在氯氣壓縮機的檢修均由海晶化工完成，節(jié)約了檢修費用。

氯氣壓縮機的增速器和電機也有檢修記錄，是委托專業(yè)廠家進行檢修。由于氯氣壓縮機是高速運轉（10 407 r/min），因此，壓縮機與增速器、增速器與電機間的對中非常重要。

［1］陳彬，劉偉，張國大.離心式氯氣壓縮機充抽氣密封系統(tǒng).氯堿工業(yè)，2005，（5）：38－39.

［2］孔凡風.氯氣透平機中冷器使用探討.氯堿工業(yè)，2005，（8）：42－43.

Application of domestic centrifugal chlorine compressor

WANG Zeng-yan,SONG Ai-hua,ZHANG Yu-lian

(Qingdao Haijing Chemical Co.,Ltd.,Qingdao 266042,China)

The working principle，structural performance and its auxiliary systems of centrifugal chlorine compressors was outlined.Maintenance and use of centrifugal chlorine compressors was introduced.

centrifugal chlorine compressors;working principle;structural;auxiliary systems;operation and maintenance

TQ124.4+16

B

1009－1785(2012)09-0023-03

青島海晶化工集團有限公司（以下簡稱海晶化工）用來壓縮和輸送氯氣的設備為國產離心式壓縮機（以下稱氯氣壓縮機），共有2臺，1開1備，自1996年11月開始使用。隨著燒堿產量的不斷擴大，原有的3 700 m3/h的輸氣量已遠遠不能滿足生產的需要，為此，委托氯氣壓縮機廠家在2001年6月13日至6月25日，對1#氯氣壓縮機進行了局部改造，充分利用原機零部件及配套設備，對影響通流能力的主要零部件進行修改設計，達到擴容增產目的。改造后的氯氣壓縮機輸氣量達到4 500 m3/h，滿足當時12萬t/a的燒堿產量，經1年試運行，各項性能指標滿足生產需要，運行平穩(wěn)。在2002年6月至7月，又對2#氯氣壓縮機進行了擴容改造。至今，經擴容改造后的氯氣壓縮機已經平穩(wěn)運行了8年之久，在這期間，氯氣壓縮機的故障停機率始終為零，其平穩(wěn)運行充分體現了離心式壓縮機輸送氣量大、效率高、長周期運轉穩(wěn)定、維護管理方便等特點。

海晶化工現燒堿產量為14萬t/a，氯氣壓縮機基本處于滿負荷運轉狀態(tài)。要確保氯氣壓縮機穩(wěn)定安全運轉進行正確操作，細致的維護保養(yǎng)。

王增艷（1978—），女，工程師，2002年畢業(yè)于濟南大學機械工程及自動化專業(yè)，現任青島海晶化工集團有限公司燒堿廠設備員。

2011-05-11