往復式壓縮機輸氣量、電耗與一進溫度、壓力關系分析

王德龍，王大勇

（甘肅豐盛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，甘肅 金昌 737200）

引言

甘肅豐盛環(huán)保科技股份有限公司采用焦爐煤氣和半水煤氣雙系統(tǒng)制取合成氨。往復式壓縮機作為輸送氣體并提高氣體壓力能的機器，在公司合成氨生產(chǎn)中應用廣泛，公司各類壓縮機電量占總耗電量65%以上。在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)量和消耗有著至關重要的影響。本文以公司6M25-280/24 型往復式壓縮機為例在不同壓力溫度下對電耗和輸氣量進行簡要計算分析。

6M25-280/24 型往復式壓縮機主要技術(shù)參數(shù)：

結(jié)構(gòu)形式：六列四級對稱平衡型

容積流量：280 m3/min

入口壓力:0.024 MPa MPa（A）

入口溫度：5 ℃～40 ℃

出口壓力：2.4 MPa（A）

出口溫度：40 ℃

壓縮級數(shù)：4

行程：320 mm

轉(zhuǎn)速：375 r/min

活塞桿徑：Φ90 mm

氣缸直徑：3×Φ810 mm/Φ810 mm/Φ550 mm/Φ390 mm

軸功率：2 021 kW

最大活塞力：180 kN

曲軸直徑Φ220 mm

標準大氣壓：0.098 MPa

當?shù)卮髿鈮海?.082 MPa

1 一定溫度壓力條件下壓縮機輸氣量的計算[式（1）]

式中：V 為一定溫度壓力下的輸氣量，m3/h；V銘牌為壓縮機設計輸氣量，m3/h；0.098 MPa 為標準大氣壓，0.082 MPa 為金昌市河西堡當?shù)卮髿鈮?；P 為一進壓力，MPa；PH2O為一進飽和水蒸氣產(chǎn)生的分壓，MPa；t 為一進溫度，℃。

現(xiàn)以焦爐氣一進煤氣溫度20 ℃，半水煤氣一進溫度25 ℃，焦爐氣系統(tǒng)一進壓力系統(tǒng)0.024 MPa、半水煤氣系統(tǒng)0.026 MPa 為例，利用式（1）可計算出各型號壓縮機在一定條件下單位輸氣量：

按生產(chǎn)正常負荷組織為兩臺半水煤氣，一臺焦爐氣，即：

1）焦爐氣系統(tǒng)總氣量為16 279.4 m3/h。依據(jù)中控流量計得知機組出力率按96%計：焦爐氣系統(tǒng)實際總氣量：16 279.4×96%=15 628.2 m3/h。

2）半水煤氣系統(tǒng)總氣量為16 364.4+16 364.4=32 728.8 m3/h。依據(jù)中控流量計得知機組出力率按96%計，半水煤氣實際總氣量為32 728.8×96%=31 419.6 m3/h。

2 不同進氣溫度下壓縮機輸氣量變化

壓縮機在焦爐氣系統(tǒng)一進壓力為0.024 MPa，半水煤氣一進壓力為0.026 MPa 不變的情況下，系統(tǒng)滿負荷輸氣量隨一進溫度變化的對照表（見下頁表1）。

從表1 中可看出，當焦爐氣一進壓力不變時，一進溫度每降低1 ℃，焦爐氣系統(tǒng)實際小時輸氣量可上升57 m3，每天可多輸送半水煤氣57×24=1 368 m3，如噸氨耗氣按1 960 m3計算，則每天多生產(chǎn)合成氨1 368÷1 960=0.7 t，噸氨耗電按1 460 kWh 計算，每天可節(jié)約電1 460 kWh/t×0.7 t=1 022 kWh。當半水煤氣氣一進壓力不變時，一進溫度每降低1 ℃，半水煤氣系統(tǒng)實際小時輸氣量可上升57 m3，每天可多輸送半水煤氣57 m3/h×24 h=1 368 m3，如噸氨耗氣按3 450 m3計算，則每天多生產(chǎn)合成氨1 368 m3÷3 450 m3/t=0.4 t，噸氨耗電按1 680 kW·h 計算，每天可節(jié)約電1 460 kW·h/t×0.4 t=672 kW·h。（注：以上噸氨耗電和噸氨耗氣按公司平均消耗計算）。

表1 不同進氣溫度下輸氣量變化值

所以，當壓縮機滿負荷生產(chǎn)過程中，壓力不變情況下，一進溫度每降低1 ℃，輸氣量增加約60 m3，可有效增加壓縮機臺式輸氣量，提高生產(chǎn)效率。

3 不同進氣壓力下壓縮機輸氣量變化

壓縮機在焦爐氣一進溫度為20 ℃，半水煤氣一進溫度為25 ℃不變的情況下，半水煤氣系統(tǒng)滿負荷輸氣量隨一進壓力變化的對照表（見表2）。

從表2 中可看出，當焦爐氣一進溫度不變時，一進壓力每上升0.001 MPa，焦爐氣系統(tǒng)實際小時輸氣量可上升160 m3，每天可多輸送焦爐氣160 m3/h×24 h=3 840 m3，如噸氨耗氣按1 965 m3計算，則每天多生產(chǎn)合成氨3 840 m3÷1 965 m3/t=1.954 t，噸氨耗電按1 460 kW·h 計算，每天可節(jié)約電1 460 kW·h/t×1.954 t=2 847 kW·h。當半水煤氣氣一進溫度不變時，一進壓力每上升0.001 MPa，半水煤氣系統(tǒng)實際小時輸氣量可上升157m3，一天可多輸送焦爐氣157m3×24h=3768m3，如噸氨耗氣按3 450 m3計算，則每天多生產(chǎn)合成氨3 768m3÷3 450 m3/t=1.09 t，噸氨耗電按1 680 kW·h 計算，每天可節(jié)約電1 680 kW·h/t×1.09 t=1 831.2 kW·h。（注：以上噸氨耗電和噸氨耗氣按公司平均消耗計算）。

表2 不同進氣壓力下輸氣量量變化值

所以，當壓縮機滿負荷生產(chǎn)過程中，溫度不變情況下，一進壓力每升高0.001 MPa 時，輸氣量增加約160 m3，可有效增加壓縮機臺式輸氣量，提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語

壓縮機作為化工生產(chǎn)中的重要物料運送和提壓設備，應用廣泛，提高機組輸氣量，降低電耗對生產(chǎn)過程中成本控制影響巨大。在壓縮機進口加裝焦炭過濾器，可凈化進入壓縮機氣體，延長氣閥、活塞環(huán)等易損件壽命；保證各冷卻設備效率，降低段間溫度，提高進口壓力，可以有效增加機組輸氣量；保證填料箱、管線嚴密性，減少泄露損失[1-2]；定期計劃檢修設備，保證最佳余隙容積，及時更換到使用壽命零部件，避免機組帶病運行，可保證壓縮機穩(wěn)定運行；提高操作人員業(yè)務水平，保證合適壓縮機比，勤排油水。以上因素都會影響壓縮機輸氣量，在生產(chǎn)過程中，保證壓縮機較高的出力率，節(jié)能效果明顯。