孫延濤

（山西晉豐煤化工有限責任公司，山西 高平 048400）

引 言

山西晉豐煤化工有限責任公司高平分公司現(xiàn)有2套“18·30”合成氨、尿素生產(chǎn)裝置。合成氨系統(tǒng)采用固定床間歇制氣工藝，有32臺UGI煤氣化爐向后系統(tǒng)提供約200 000m3／h半水煤氣。后系統(tǒng)依次為一次脫硫、變換、二次脫硫、脫碳、精脫硫、醇烴化和氨合成。由于各工段所需的壓力不同，故采用6M50往復式壓縮機向各工段輸送不同壓力等級的氣體。

1 原有設置及存在問題

造氣爐制得的半水煤氣送入氣柜，氣柜出口壓力約為3kPa，經(jīng)羅茨鼓風機（以下簡稱“羅茨機”）加壓至25kPa～40kPa，為一次脫硫創(chuàng)造合適的工藝條件。第81頁圖1為羅茨機供氣流程圖。經(jīng)一次脫硫后送入往復式壓縮機（以下簡稱“壓縮機”）。通過調節(jié)羅茨機的送氣量與壓縮機的吸氣量來控制一次脫硫壓力。我公司采用回路調節(jié)法來穩(wěn)定一次脫硫系統(tǒng)壓力，即，首先通過配置羅茨機運行數(shù)量來保證羅茨機總打氣量大于壓縮機，然后通過調節(jié)遠路循環(huán)閥的開度來使少部分氣體由羅茨機出口回到羅茨機進口。另一大部分氣通過管道輸送至壓縮機。外送的氣量越大，脫硫系統(tǒng)的壓力（即壓縮機入口壓力）越高，壓縮機的打氣量也就越大。當羅茨機送出的氣體量等于壓縮機在此入口壓力下的打氣量時，脫硫系統(tǒng)的壓力也就穩(wěn)定在這個壓力下。正常生產(chǎn)情況下，操作工通過調節(jié)遠路循環(huán)閥的開度來調節(jié)脫硫系統(tǒng)壓力，當運行過程中出現(xiàn)某臺羅茨機跳車或其他問題導致羅茨機送出氣體的總量小于壓縮機的吸氣量時，脫硫系統(tǒng)壓力將急劇下降，從而無法將塔底的脫硫液壓出。如第81頁圖2所示，當塔內壓力突然降低時，塔底的溶液流出塔外的速度變慢，而脫硫泵補入塔內的速度不變，塔底的液位急劇上漲；當液位高于塔底半水煤氣進氣口時，造成氣體進入脫硫塔的阻力增大，從而使羅茨鼓風機出口壓力陡然升高，羅茨鼓風機電流超標而跳車，造成生產(chǎn)中斷。同時，當壓縮機入口壓力低至負壓時，因一次脫硫系統(tǒng)至壓縮機入口設備排污閥未關嚴或存在漏點等，致使空氣進入半水煤氣中形成可爆氣體，造成惡性事故發(fā)生。

因此，為避免壓縮機入口壓力過低或負壓，壓縮機入口壓力設置了跳車聯(lián)鎖，當壓力低于設定值時，壓縮機自動跳車，以保證系統(tǒng)安全。我公司原有聯(lián)鎖保護值設置為同一壓力，當壓縮機入口壓力低于設定值時，所有壓縮機同時跳車，造成生產(chǎn)中斷。

圖1 羅茨機供氣流程圖

圖2 一次脫硫流程圖

2 改進后聯(lián)鎖保護值設定方法及優(yōu)點

本方法通過將壓縮機入口壓力跳車聯(lián)鎖保護值設置為高低不同值的方式來減少上述惡性事故的發(fā)生。即，將5號壓縮機保護值設置為10kPa，3號、4號壓縮機設置為5kPa，1號、2號壓縮機設置為1kPa，逐級遞減呈階梯狀分布。當前工段送氣量急劇變小、壓縮機入口總管壓力低于10kPa時，5號壓縮機跳車，減少壓縮機吸氣量，有利于壓縮機入口壓力回升或減緩其下降速度，從而為操作工調節(jié)贏取一定的時間。假設5號壓縮機跳車后，仍未能阻止壓縮機入口壓力繼續(xù)下降，當壓力降至5kPa時，3號、4號壓縮機跳車，即更大幅度地減少壓縮機的含氣，從而更大程度地緩解壓縮機入口壓力的下降速度。如壓縮機入口氣源完全中斷，最終1號、2號壓縮機也將跳車，實現(xiàn)系統(tǒng)停車。

改進后方法有如下優(yōu)點：在一次脫硫工段送氣量與壓縮機吸氣量嚴重不匹配時，可實現(xiàn)逐級減量，避免因氣量突然減小而造成的系統(tǒng)停車；設置簡單，無需追加投資。

3 結束語

本法于2012年5月28日投用于我公司2套合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)，運行過程中尚未發(fā)現(xiàn)其他負面影響。