氯氣壓縮機(jī)防喘振裝置改造

蔣良輝 王業(yè)琴(淮陰工學(xué)院， 江蘇 淮安 223001)

氯氣壓縮機(jī)防喘振裝置改造

蔣良輝 王業(yè)琴(淮陰工學(xué)院， 江蘇 淮安 223001)

針對目前氯氣透平壓縮機(jī)防喘振一備一用或并聯(lián)運(yùn)行的方法，由于其是在進(jìn)一步降壓生產(chǎn)的主要瓶頸，將其改造為串聯(lián)運(yùn)行，并進(jìn)行了實(shí)施，改造后，達(dá)到了預(yù)期效果。

氯氣壓縮機(jī)；防喘振

Abstract:In view of the current bottleneck of further production of anti-surge in anti-surge of chlorine turbine compressor it is transformed into series operation and implemented expected result.

Key words :chlorine gas compressor; anti-surge

本論文的研究對象是江蘇安邦電化有限公司的渦輪徑向式壓縮機(jī)組，包括一個(gè)具有中間冷卻的四級離心式壓縮機(jī)，一個(gè)渦輪行星齒輪系，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，壓縮機(jī)接頭底座，齒輪箱和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，三個(gè)中間冷卻器和一個(gè)后連接器，連接管道，潤滑系統(tǒng)，緩沖氣體系統(tǒng) 以及相應(yīng)的測量和控制設(shè)備。該壓縮機(jī)最大進(jìn)氣量為9.935,9 Nm3/h，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到10.508rpm。

圖1 氯氣壓縮機(jī)組實(shí)物圖

圖2 壓縮機(jī)特性圖

1 防喘振原理

氯氣離心壓縮機(jī)又被稱為氯氣透平壓縮機(jī)，在喘振這種不穩(wěn)定工況下運(yùn)行，壓縮機(jī)容易發(fā)生喘振現(xiàn)象。喘振現(xiàn)象對透平機(jī)、離心機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的危害極大，嚴(yán)重時(shí)會造成工業(yè)事故。當(dāng)然喘振工況的形成有其一個(gè)能量積累，并當(dāng)積累到一定程度釋放的工況改變過程，因而不具有突變性。一般當(dāng)需要壓縮的氯氣進(jìn)機(jī)流量減少到離心式壓縮機(jī)難以維持到規(guī)定的排出壓力時(shí)，就會造成壓縮機(jī)的流道內(nèi)氯氣流發(fā)生嚴(yán)重的邊界層分離及二次渦流，再加上氣流速度較大，使氣流的流動(dòng)損失，導(dǎo)致氣流的有效能量大幅減少，這樣就會使壓縮機(jī)的出口氣流形成壓力脈沖從而使離心式壓縮機(jī)進(jìn)入喘振工況。

2 存在問題

目前防喘振設(shè)計(jì)為一備一用或并聯(lián)運(yùn)行，這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)在于進(jìn)一步降壓生產(chǎn)時(shí)壓縮機(jī)在低壓情況下流量通道太小，無法達(dá)到正常工藝流程所需的流量要求，也不適應(yīng)于串聯(lián)運(yùn)行，因?yàn)樵?in(1in=25.4mm)的防喘振閥不能滿足大流量通道壓縮機(jī)的防喘振要求，雖然目前市場上將原有6in防喘振閥更換為8in防喘振閥，但是這種閥門從設(shè)計(jì)到采購、安裝、調(diào)試需要很長時(shí)間，遠(yuǎn)不能滿足整個(gè)降壓生產(chǎn)項(xiàng)目時(shí)間、費(fèi)用等的要求，而且承壓能力降低，安全性能得不到保障。

3 解決方案

本論文公開了一種氯氣壓縮機(jī)防喘振裝置，包括壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)的進(jìn)出口均設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)器，壓縮機(jī)的出口通過冷卻器與兩個(gè)并聯(lián)排空閥相連接，壓縮機(jī)的進(jìn)口與流量計(jì)相連接，流量計(jì)的輸入端通過連接管道與手動(dòng)的控制閥相連接，由于工業(yè)制取氯氣是通過電解NaCl得到的，期間會產(chǎn)生危險(xiǎn)性氣體氫氣和氯氣，所以采用手動(dòng)控制閥而不是電磁閥主要出于安全考慮。連接管道的輸入端與并聯(lián)回流管道連接，并聯(lián)回流管道上分別設(shè)置有防喘振閥和回流閥體，回流閥體由旋塞閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和智能配備閥門定位器組成，智能閥門定位器設(shè)置在回流閥體的下表面，而在智能配備閥門定位器的上表面固定安裝有執(zhí)行機(jī)構(gòu)。整個(gè)裝置在保持回流閥原工作性能的基礎(chǔ)上，增加了防喘振的功能，增強(qiáng)了安全性。

工作過程：首先，流量流入手動(dòng)控制閥，經(jīng)連接管道到達(dá)流量計(jì)，由于引起壓縮機(jī)喘振的基本原因上不外乎以下兩種：第一種：運(yùn)行流量過小，第二種：壓縮機(jī)的出口壓力過高。本系統(tǒng)在壓縮機(jī)的入口、出口處均設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)器和流量計(jì)，它們能將各自測得的壓力值、流量值與原本工藝流程的允許值作比較，如果流量值比給定值小或壓力比給定值高，系統(tǒng)就會發(fā)出一個(gè)控制信號，產(chǎn)生使防喘振閥門自動(dòng)打開的動(dòng)作，從而達(dá)到增加流量，防止喘振的目的。當(dāng)出現(xiàn)壓縮機(jī)出口壓力異常升高的情況，壓縮機(jī)出口設(shè)有放空閥，可通過放空閥將氣體及時(shí)排出，并且在回流閥體上增設(shè)有電磁閥和快排閥，在壓縮機(jī)正常工作的情況下電磁閥帶電，閥門工作在正常回流閥控制狀態(tài)，一旦工況達(dá)到防喘振控制工況，電磁閥即刻斷電，快排閥迅速排掉執(zhí)行器氣腔室儀表氣壓，使得閥門全開，從而實(shí)現(xiàn)了雙保護(hù)功能。出口壓力正常時(shí)，氣腔室起到了一個(gè)過渡作用，

圖4 裝置主圖

圖5 裝置附圖

當(dāng)壓力異常時(shí)，氣腔室起到了緩沖作用，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。

4 結(jié)語

經(jīng)過裝置改進(jìn)后，防喘振效果明顯，喘振幾率降低，安全性大大的提高。

①蔣良輝 (1993- ),男,漢,江蘇宜興人,研究生,研究方向：化工自動(dòng)化。②王業(yè)琴(1980- )，女，漢，博士，研究方向：自動(dòng)化。