透平機(jī)與液環(huán)機(jī)組并用技術(shù)改造

李學(xué)偉，劉彩紅

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司通過多年的改擴(kuò)建現(xiàn)已具備年產(chǎn)40萬t燒堿及 40萬t聚氯乙烯的生產(chǎn)能力。該公司共有3套燒堿生產(chǎn)裝置，首套裝置10萬t/a能力于2005年開車運(yùn)行，第二套裝置15萬t/a能力于2007年投入生產(chǎn)，第三套零極距電解槽于2012年3月開車成功。涉及本次技術(shù)改造的燒堿裝置為第一套和第二套裝置氯氣輸送壓縮部分，利用進(jìn)口西門子離心氯氣壓縮機(jī)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行能力，提高裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1 改造前工藝情況

1.1 液環(huán)氯壓機(jī)的運(yùn)行情況

一期裝置的氯氣輸送設(shè)備選用了納西姆的液環(huán)氯氣壓縮機(jī)，使用初期的2年，運(yùn)行基本平穩(wěn)，但隨著機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)，檢修次數(shù)增加，檢修維護(hù)也無法完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，致使性能下降、機(jī)組狀況逐步劣化，不能長周期運(yùn)行，曾出現(xiàn)多次機(jī)組軸承故障、機(jī)械密封大量泄漏等事故，造成裝置頻繁波動，影響了生產(chǎn)安全。

1.2 離心氯氣壓縮機(jī)運(yùn)行狀況

二期裝置在建設(shè)時，選用了西門子離心氯氣壓縮機(jī)，由于離心機(jī)組設(shè)計先進(jìn)、制造精良，運(yùn)行中沒有出現(xiàn)過機(jī)械故障，只是部分儀表因外界因素影響導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)過連鎖跳車情況。通過對儀表出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全。

1.3 改造需求

由于二期裝置在建設(shè)施工時選擇了2步走，靜止裝置按照15萬t/a能力設(shè)計制造，初期電解槽、氫壓機(jī)、氯壓機(jī)均按照10萬t/a能力采購，后期通過增加電解槽和機(jī)組達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能要求。在后期改造增產(chǎn)時，考慮到透平機(jī)運(yùn)行后期會存在性能下降，新增氯氣壓縮機(jī)選用了直接滿足電解總體產(chǎn)能的大機(jī)組，使小機(jī)組處于備用閑置狀態(tài)。

2 技術(shù)改造方案

2.1 一期系統(tǒng)的原有工藝流程

經(jīng)泡罩干燥塔干燥后的氯氣直接進(jìn)入氯氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，3臺液環(huán)壓縮機(jī)，正常開2備1，倒換使用。壓縮后的氯氣經(jīng)酸霧捕集器除霧過濾后，純凈的氯氣進(jìn)入分配臺向下游輸送。機(jī)后的酸霧捕集器為2臺，原設(shè)計使用國產(chǎn)濾芯，后因捕集效果差，其中2#酸霧捕集器在2008年通過技術(shù)改造更換為進(jìn)口孟莫克濾芯，1臺即滿足10萬t處理能力，而1#捕集器未做改動，進(jìn)出口閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，留作備用。

2.2 二期系統(tǒng)的原有工藝流程

經(jīng)過泡罩干燥塔處理的氯氣先經(jīng)過酸霧捕集器除霧過濾，純凈干燥的氯氣再進(jìn)入氯氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，2臺均為西門子氯氣壓縮機(jī)組，1#機(jī)組為10萬t/a氯氣處理能力，2#機(jī)組為15萬t/a氯氣處理能力，壓縮后的氯氣進(jìn)入分配臺向下游輸送。在正常生產(chǎn)時，單開2#機(jī)組即滿足電解裝置產(chǎn)能，使1#機(jī)組大部分處于備用狀態(tài)。

2.3 工藝改動方案

（1）在一期裝置泡罩干燥塔出口增加1#閥門，用于切斷去液環(huán)壓縮機(jī)的管線，同時，增加2#閥門和管線使干燥后的氯氣進(jìn)入1#酸霧捕集器；

（2）捕集器濾芯更換為孟莫克進(jìn)口濾芯以確保除霧效果，保護(hù)離心機(jī)組；

（3）在1#酸霧捕集器出口增加管線通過3#閥門進(jìn)入二期備用離心氯氣壓縮機(jī)的進(jìn)口；

（4）壓縮后的氯氣經(jīng)過4#、5#閥門及管線返回一期裝置進(jìn)入氯氣分配臺，使1#離心機(jī)組可以通過閥門和管線并入一期裝置使用。

改造后的氯氣壓縮工藝流程示意圖見圖1。

2.4 控制系統(tǒng)的改造

本次技術(shù)改造核心裝置上，只通過閥門及管線使其具備進(jìn)入和退出一期裝置的能力，而機(jī)組原有的儀表電氣控制基本不參與改造，涉及機(jī)組與2套電解裝置的連鎖是通過在2套DCS系統(tǒng)間使用繼電器接點信號和軟硬開關(guān)來實現(xiàn)的。

首先，針對改造后的運(yùn)行方式，將原有程序“氯壓機(jī)全部跳車”→連鎖“電解槽全部停車”修改為“任意一臺氯壓機(jī)機(jī)組停車”→連鎖 “電解槽全部停車”，即將原有的邏輯關(guān)系由“AND”改為“OR”。然后，在一期增加“1#透平機(jī)組停車”→連鎖“電解槽全部停車”的連鎖程序，并設(shè)置單項“解除/投入”開關(guān)。同時，對“電解槽全部停車”連鎖壓縮機(jī)組停的程序增加“停1#透平機(jī)組”連鎖項。

在二期系統(tǒng)中依照一期改動，將原有“氯壓機(jī)全部跳車”→連鎖“電解槽全部停車”修改為“任意一臺氯壓機(jī)機(jī)組停車”→連鎖“電解槽全部停車”，設(shè)置“解除/投入”開關(guān)，可以使1#透平機(jī)機(jī)組具有隔離二期系統(tǒng)的自由位置。

機(jī)組的DCS操作通過為一期操作員增加1臺二期DCS系統(tǒng)的下位機(jī)操作站實現(xiàn)。

3 改造后運(yùn)行情況

改造后，二期裝置備用透平機(jī)組可以任意運(yùn)行在2套裝置中，可以與一期液環(huán)機(jī)組并用和倒換，同時,依然可以在二期裝置中并用和倒換，增加了2套裝置運(yùn)行的靈活性和可靠性。在改造后2年的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)沒有因氯氣壓縮機(jī)組故障導(dǎo)致系統(tǒng)停車的問題，2套燒堿系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性大大提高。