軟化水循環(huán)噴液工藝在螺桿壓縮機(jī)組中的應(yīng)用

劉俊濤，曹敬華

（唐山中厚板材有限公司，河北唐山 063000）

引言

唐山中厚板材有限公司新投產(chǎn)兩臺(tái)螺桿壓縮機(jī)組，其入口壓力為0.002 MPa以上，出口壓力為0.5 MPa，入口流量為570 m3/min，主要為市區(qū)燃?xì)夤咎峁┙範(fàn)t煤氣。軟化水循環(huán)噴液系統(tǒng)是保證螺桿壓縮機(jī)組正常運(yùn)行的重要設(shè)備，循環(huán)噴液的目的一是控制因壓縮而升高的排氣溫度，使原本的絕熱過(guò)程基本趨于等溫壓縮過(guò)程，并有效地提高容積效率和絕熱效率，減少功耗及降低噪音。二是通過(guò)冷卻液密封轉(zhuǎn)子間隙，阻止壓縮介質(zhì)從高壓腔向低壓腔泄露。

1 循環(huán)噴液系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成

1.1 全自動(dòng)軟水器

制造軟化水的設(shè)備，含有硬度的原水通過(guò)交換器的樹(shù)脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子被樹(shù)脂吸附，水的硬度降低，硬水就變成了軟水，同時(shí)釋放出鈉離子。此時(shí)由于樹(shù)脂吸附了大量的鈣鎂離子而軟化能力下降，再用鹽罐中的鹽水沖洗樹(shù)脂層，把樹(shù)脂上的硬度離子再置換出來(lái)，隨廢液排出罐外，樹(shù)脂就又恢復(fù)了軟化交換的能力。

1.2 雙聯(lián)式過(guò)濾器

濾芯為不銹鋼材質(zhì)，能防止異物進(jìn)入壓縮機(jī)，損壞螺桿轉(zhuǎn)子等部件。雙聯(lián)式過(guò)濾器能夠?qū)崿F(xiàn)在線切換，當(dāng)過(guò)濾器前后兩端壓差達(dá)到1.5 bar，應(yīng)及時(shí)在線切換，并及時(shí)清洗阻塞濾芯。

1.3 氣液分離器

氣液分離器是安裝在壓縮機(jī)的排氣管道上，高壓焦?fàn)t煤氣進(jìn)入分離器后進(jìn)行氣、液分離。分離器內(nèi)置絲網(wǎng)除沫器和旋風(fēng)板，絲網(wǎng)除沫器一般為不銹鋼材質(zhì)，一級(jí)過(guò)濾，基本能分離出氣體中直徑大于10 μm的液滴。旋風(fēng)板利用氣體和液滴在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生離心力的不同，將液滴進(jìn)行二次分離。

2 循環(huán)噴液系統(tǒng)的設(shè)備改進(jìn)

2.1 存在的問(wèn)題

軟化水在設(shè)計(jì)使用時(shí)，沒(méi)用考慮鋪設(shè)專用管道引進(jìn)公司特制的軟化水，而是使用自帶的配套制水設(shè)備，其缺點(diǎn)是制水周期較長(zhǎng)，制水量較少。設(shè)想機(jī)組在正式投產(chǎn)后，可能存在用水量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。如果制水量大于使用量，則多余的合格軟化水會(huì)排放掉，造成水資源浪費(fèi)；如果制水量小于使用量，會(huì)導(dǎo)致排氣溫度上升，影響機(jī)組的正常運(yùn)行。另外，即使加大制水量滿足了持續(xù)增多的使用量，則很可能會(huì)制出不合格的軟化水，進(jìn)而危害機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。

2.2 設(shè)備的改進(jìn)

在制水設(shè)備后的主管道上新增加了一套儲(chǔ)水設(shè)備，包括儲(chǔ)水箱，軟水泵和緊急備用水源。儲(chǔ)水箱保持存滿合格的軟化水。軟水泵接通在儲(chǔ)水箱的出口管道上，啟動(dòng)軟水泵直接將軟水打到腔體內(nèi)，保證持續(xù)穩(wěn)定供水。備用水源是從機(jī)房主水管引入儲(chǔ)水箱。

3 循環(huán)噴液系統(tǒng)工作原理

啟動(dòng)軟水泵，把儲(chǔ)水箱里的軟化水噴入壓縮機(jī)腔體內(nèi)（噴入的軟化水要確保不與壓縮機(jī)介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)），與高溫高壓焦?fàn)t煤氣一起排出，經(jīng)過(guò)氣液分離器分離出高壓焦?fàn)t煤氣進(jìn)入用戶管網(wǎng)。同時(shí)，利用焦?fàn)t煤氣的高壓（一般在400 kPa以上）將分離出的液滴再次壓入壓縮機(jī)腔體內(nèi)，循環(huán)使用。建立平衡后，即可停止軟水泵，切斷補(bǔ)液，如圖1所示。

圖1 循環(huán)噴液工藝流程示意圖

4 軟化水的應(yīng)用

4.1 啟動(dòng)螺桿壓縮機(jī)組時(shí)投用軟化水的步驟

(1)打開(kāi)機(jī)組本體軟化水補(bǔ)水閥。

(2)將循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥打到手動(dòng)位置。

(3)解除“排氣壓力低于200 kPa，連鎖啟軟水泵”,如圖2所示。

(4)啟動(dòng)儲(chǔ)水箱軟水泵，將軟化水直接打入機(jī)腔內(nèi)。

(5)投入“軟水泵壓力低連鎖”,如圖2所示。

(6)打開(kāi)壓縮機(jī)本體排污閥，如果有水流出，確認(rèn)軟水泵工作正常，關(guān)閉排污閥。

(7)啟螺桿壓縮機(jī)組。

(8)待壓縮機(jī)啟機(jī)完成排氣壓力（400 kPa以上）穩(wěn)定后，解除“軟水泵壓力低連鎖”。

(9)停用軟水泵。此時(shí)，排出的氣體高壓完全可以將軟化水壓入機(jī)腔內(nèi)。切斷了儲(chǔ)水箱的補(bǔ)液，開(kāi)始軟化水循環(huán)使用。

(10)投入“排氣壓力低于200KPa，連鎖啟軟水泵”。

(11)設(shè)定排氣溫度為69℃。將循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥改為自動(dòng)位置。

(12)通過(guò)循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使實(shí)際排氣溫度趨于接近設(shè)定排氣溫度。

4.2 停運(yùn)螺桿壓縮機(jī)組時(shí)投用軟化水的步驟

(1)啟動(dòng)儲(chǔ)水箱軟水泵，將軟化水直接打入機(jī)腔內(nèi)。

(2)投入“軟水泵壓力低連鎖”。

(3)將循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥打到手動(dòng)位置。

圖2 連鎖示意圖

(4)解除“排氣壓力低于200 kPa，連鎖啟軟水泵”。

(5)停螺桿壓縮機(jī)組。

(6)待壓縮機(jī)組完全停止運(yùn)行后，解除“軟水泵壓力低連鎖”。

(7)停用軟水泵。

(8)關(guān)閉機(jī)組本體軟化水補(bǔ)水閥。

(9)排出機(jī)組本體內(nèi)積存的剩余軟化水，防止下次啟機(jī)時(shí)發(fā)生悶車現(xiàn)象。

4.3 螺桿壓縮機(jī)操作出口閥門時(shí)投用軟化水的步驟

開(kāi)閥門過(guò)程中若閥門開(kāi)度過(guò)大會(huì)造成壓縮機(jī)排氣壓力突然降低，如果低于200 kPa，則噴液系統(tǒng)噴水量減少，難以控制壓縮機(jī)排氣溫度，故提前啟動(dòng)軟水泵，避免出現(xiàn)軟化水?dāng)喙┈F(xiàn)象。

(1)啟動(dòng)儲(chǔ)水箱軟水泵，將軟化水直接打入機(jī)腔內(nèi)。

(2)投入“軟水泵壓力低連鎖”。

(3)將軟化水循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥打到手動(dòng)位置。

(4)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組出口閥門。

(5)待壓縮機(jī)出口閥門調(diào)節(jié)完畢排氣壓力穩(wěn)定后，解除“軟水泵壓力低連鎖”。

(6)停用軟水泵。

(7)將循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥打到自動(dòng)位置。

(8)通過(guò)循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使實(shí)際排氣溫度趨于接近設(shè)定排氣溫度。

4.4 氣液分離器換水

(1)啟動(dòng)儲(chǔ)水箱軟水泵，將軟化水直接打入機(jī)腔內(nèi)。

(2)換水40 min后停用軟水泵。

(3)通過(guò)循環(huán)噴液調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使實(shí)際排氣溫度趨于接近設(shè)定排氣溫度。

4.5 氣液分離器補(bǔ)水

氣液分離器水位連鎖設(shè)定550～700 mm，即水位低于550 mm，則連鎖自動(dòng)啟動(dòng)儲(chǔ)水箱軟水泵進(jìn)行補(bǔ)水。水位高于700 mm，則連鎖自動(dòng)停用軟水泵，如圖2所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

螺桿壓縮機(jī)組已經(jīng)投產(chǎn)近一年。在此期間，出現(xiàn)過(guò)雙聯(lián)式過(guò)濾器堵塞導(dǎo)致軟化水循環(huán)噴液量不足；進(jìn)口壓力驟降導(dǎo)致排氣壓力降低，排氣溫度上升等突發(fā)事故。正是因?yàn)樵鲈O(shè)了這套儲(chǔ)水設(shè)備，使得在突發(fā)事故中首先啟動(dòng)軟水泵，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。同時(shí)，有效地減少了水資源的浪費(fèi)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。