甲醇空分系統(tǒng)氧氣壓縮機(jī)增加機(jī)組打氣量的技術(shù)研究

杜淑平

(山西焦化集團(tuán)有限公司，山西 洪洞 041606)

引 言

甲醇廠空分車間KDON6000/12000型空分裝置配套了3臺55/30型氧壓機(jī)，正常運(yùn)行時為兩開一備；在甲醇二系統(tǒng)2×0.15 MPa負(fù)荷運(yùn)行時，送往甲醇二系統(tǒng)的氧氣量略顯不足，有時會引起轉(zhuǎn)化氣中的甲烷含量偏高；系統(tǒng)減負(fù)荷運(yùn)行，一直制約著甲醇二系統(tǒng)的滿負(fù)荷生產(chǎn)，為了使甲醇二系統(tǒng)達(dá)到滿負(fù)荷生產(chǎn)，提高甲醇產(chǎn)量，特提出二系統(tǒng)氧壓機(jī)增加機(jī)組打氣量的技術(shù)研究。

1 可行性技術(shù)論證

1.1 空分裝置產(chǎn)能論證

2#空壓機(jī)的額定打氣量為34 700 m3/h,額定電流為260 A，目前空壓機(jī)的電流為252 A，打氣量為35 300 m3/h,根據(jù)2#空壓機(jī)的性能曲線空壓機(jī)的負(fù)荷最大為額定打氣量的105%，最大打氣量為36 435 m3/h；結(jié)合空分裝置的負(fù)荷操作彈性為75%～105%，空分裝置的最大產(chǎn)氧量為7 138 m3/h，目前，配置的2臺氧壓機(jī)實(shí)際打氣量為6 000 m3/h根據(jù)后工序要求，計劃將6#氧壓機(jī)擴(kuò)容，設(shè)計打氣量由原來的3 300 m3/h增至3 600 m3/h，在原有基礎(chǔ)上設(shè)計打氣量增加約300 m3/h氧氣；根據(jù)計算空分裝置的產(chǎn)氧量能滿足氧壓機(jī)改造后的氧氣用量。

1.2 增加機(jī)組打氣量的技術(shù)論證

根據(jù)空分二系統(tǒng)3臺氧壓機(jī)運(yùn)行和檢修情況進(jìn)行綜合評價，鑒于6#氧壓機(jī)自2012年投用至今已累計運(yùn)行30 014 h，且在設(shè)備檢修過程中發(fā)現(xiàn)三級氣缸氣腔存在鑄造缺陷，為了確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，計劃將6#氧壓機(jī)氣缸更換為與一系統(tǒng)相同規(guī)格的氣缸，同時對機(jī)組相應(yīng)的零部件進(jìn)行更換。使設(shè)計打氣量由3 300 m3/h增加為3 600 m3/h，壓力不變。

一、二系統(tǒng)氧壓機(jī)主要參數(shù)對比如第176頁表1所示。

根據(jù)參數(shù)對比,并進(jìn)行分析、設(shè)計計算得出如下結(jié)論：

1) 單臺氧壓機(jī)擴(kuò)容后氣量同一系統(tǒng)，設(shè)計打氣量為3 600 m3/h，壓力為3.0 MPa。

2) 氧壓機(jī)的末級排氣壓力是由背壓決定的，氧壓機(jī)改造后和其他原有氧壓機(jī)并機(jī)后，并機(jī)的所有氧壓機(jī)的末級壓力是一致的。

3) 單臺氧壓機(jī)擴(kuò)容后，氣量有所增加，氧壓機(jī)的末級排氣管道為DN150，能滿足要求。

4) 氧壓機(jī)匯總排氣管道能滿足擴(kuò)容后氣量增加的要求。

5) 各級緩沖器、冷卻器能滿足改造后的緩沖、冷卻效果。

6) 二系統(tǒng)氧壓機(jī)電機(jī)功率為630 kW、轉(zhuǎn)速為494 r/min，與一系統(tǒng)相同，電機(jī)部分能夠滿足氣量增加的要求。

根據(jù)以上論證，需對氧壓機(jī)主機(jī)氣缸部分進(jìn)行更換，曲軸箱及機(jī)身可以利用原設(shè)備，需要對氣缸及氣缸關(guān)聯(lián)部分進(jìn)行更換；即將二系統(tǒng)氧壓機(jī)氣缸內(nèi)徑改為同一系統(tǒng)氣缸內(nèi)徑(一級Ф460 mm×2 mm改為Ф480 mm×2 mm，二級Ф360 mm改為Ф370 mm，三級Ф220 mm改為Ф230 mm)，同時相應(yīng)的活塞、氣閥、閥罩及壓蓋等進(jìn)行更換。

表1 一、二系統(tǒng)氧壓機(jī)主要參數(shù)對比

2 主要技術(shù)研究內(nèi)容

對更新的新氣缸及備用的新活塞桿、連桿螺栓進(jìn)行著色滲透探傷，并對新氣缸的管口方位、外形尺寸進(jìn)行核算。

拆除主機(jī)各氣缸相連的氣路、水路管道。

拆除機(jī)組二、三級氣缸，將新氣缸試裝機(jī)組，連接螺栓孔對中合適氣缸管口與緩沖器管口連接合適。

拆除機(jī)組一級氣缸，將新氣缸試裝機(jī)組，連接螺栓孔對中合適氣缸管口與緩沖器管口連接。

拆卸出各級刮油器，吊出各級大頭瓦、連桿、十字頭。檢查各級大、小頭瓦磨損情況并調(diào)整軸瓦間隙，調(diào)整十字頭與滑道裝配間隙；檢查主軸瓦，測量軸瓦間隙；更換連桿螺栓及開口銷。

更換各級填料密封環(huán)；拆檢各級刮油器組件，檢查刮油環(huán)及密封環(huán)磨損情況，間隙復(fù)查合格回裝機(jī)組。

更換各級活塞體、活塞桿、銅螺母、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)，各級活塞組件裝配符合要求回裝機(jī)組。

對各級氣缸進(jìn)行就位對中，調(diào)整氣缸與機(jī)身的同軸度，對氣缸進(jìn)行定位組裝，并對氣缸內(nèi)壁及氣腔進(jìn)行脫脂；將各級緩沖器及附屬管道內(nèi)部檢查、清理脫脂后回裝。

油箱清理干凈，更換油箱內(nèi)置過濾網(wǎng)和外置油過濾芯；清洗油冷卻器，更換潤滑油。

對氧氣入口過濾器進(jìn)行檢查、銹渣清理、管內(nèi)脫脂后回裝。

各級氣缸夾套上、下水管接頭配置安裝。

機(jī)組整體安裝完進(jìn)行空負(fù)荷、負(fù)荷試車。

3 運(yùn)行情況及效果評價

項(xiàng)目于2020年8月份實(shí)施完工，8月18日正式投入運(yùn)行，通過8月19日20：00至21日20：00對該技術(shù)研究項(xiàng)目進(jìn)行了72 h滿負(fù)荷運(yùn)行考核，根據(jù)運(yùn)行考核數(shù)據(jù)分析，項(xiàng)目研究達(dá)到了預(yù)期效果。

選取了4#、6#氧壓機(jī)雙機(jī)組7月12日～7月14日運(yùn)行的工藝指標(biāo)作為對比，具體見表2。

表2 運(yùn)行工藝指標(biāo)

選取了4#、6#氧壓機(jī)雙機(jī)組8月19、8月20日、8月21日運(yùn)行工藝指標(biāo)作為對比，具體見第177頁表3。

技術(shù)研究前，7月12日至7月14日4#、6#氧壓機(jī)雙機(jī)組運(yùn)行，日平均機(jī)組外送氧氣產(chǎn)量為5 982 m3/h；技術(shù)研究后，4#、6#氧壓機(jī)雙機(jī)組運(yùn)行8月18日至8月20日72 h期間，日平均機(jī)組外送氧產(chǎn)量6 213 m3/h。由以上數(shù)據(jù)可見，技術(shù)研究前后，機(jī)組外送產(chǎn)量增加了230 m3/h；

表3 運(yùn)行工藝指標(biāo)

4 經(jīng)濟(jì)效益評價

增加氧氣產(chǎn)量按200 m3/h進(jìn)行計算。每增加200 m3/h氧氣量，能滿足1 000 m3/h焦?fàn)t氣所提供氧氣，1 000 m3/h焦?fàn)t氣每小時能生產(chǎn)0.5 t粗醇，0.5 t粗醇折合為0.425噸精醇。

以2020年1月～6月平均銷售價格1 496.6元/t計算，每天增加產(chǎn)值0.425×1 496.6=636元。每年以8 000 h進(jìn)行計算，每年可增加凈產(chǎn)值約508萬元。

5 社會經(jīng)濟(jì)效益

通過6#氧壓機(jī)打氧氣正式并入系統(tǒng)運(yùn)行至今，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)研究前、后工藝指標(biāo)對比如表4。

表4 技術(shù)研究前、后工藝指標(biāo)對比

6#氧壓機(jī)進(jìn)行更新后機(jī)組打氣量增加了200 m3/h～300 m3/h，甲醇二系統(tǒng)負(fù)荷由雙機(jī)0.15 L至雙機(jī)0.18 L，每小時多生產(chǎn)甲醇約2 t～3 t，一年多生產(chǎn)約2萬t甲醇。

6 結(jié)語

此項(xiàng)目的完成，增加了二系統(tǒng)氧壓機(jī)機(jī)組的打氣量，滿足了后工序?qū)ρ鯕饬康男枨?，使甲醇二系統(tǒng)達(dá)到了滿負(fù)荷生產(chǎn)，提高了甲醇產(chǎn)量。