西门子3k氯气压缩机在化工行业的应用
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摘 要： 分析了3K透平机近年来在氯碱行业的应用成果,实现了氯碱企业生产的大型化发展,提高了装置的生产效率,实现了节能和环保。
我公司所采用的3K氯气压缩机为离心式透平压缩机，借助叶轮高速旋转所产生的离心力对氯气做功，使之产生动能及静压能，电动机将电能转化为动能通过变速箱将转速提高至11630r/min，经过一级压缩的氯气温度升高，进入一级冷却器，冷却后进入二级叶轮入口，经二级叶轮压缩后进入后冷却器后被送至后续工序。我公司所用3K透平机型号为3（2）VRZ250/430/12G，氯气压缩机为两级压缩，主要组成腔体、变速箱、电机、油站、以及中后冷却器，压缩机采用三腔式迷宫密封，整个主机系统有63个连锁保护，分别包括吸气/排气压力、排气流量、排气温度、进口导叶阀、机组自身回流阀、这五组仪表点分别由西门子PLC喘振控制器所控制，真正做到了机组的运行稳定、压力控制的稳定、以及操作简单，同时也有效的保证了机组在使用中不会受到损坏。
透平机连锁及仪表控制流程就图如下：
透平机重要的仪表联锁值：
1.氯压机两端湿度差信号不正常 01 QT-2451SF(01QT-2451、ALRM、IOP/01QT-2451、ALRM、IOPˉ)
氯压机两端湿度差高高（480PPM）01QT-2451HH(产
生IOP、IOPˉ时不会输出HH报警)
2.后冷却器入口氯气温度信号不正常 01TE-2454SF
后冷却器入口氯气温度高高(110℃) 01TE-2454HH
3.前冷却器入口氯气温度信号不正常 01TE-2452SF
前冷却器入口氯气温度高高(110℃) 01TE-2452HH
4.氯压机入口油总管压力信号不正常 01PT-2462SF
氯压机入口油总管压力低低(0.6MPa) 01PT-2462LL
5.过滤器出口氯气压力信号不正常 01PT-24511SF
过滤器出口氯气压力低低(-49.99KPa) 01PT-24511LL
6.氯氮差压故障 01PDIC-24700为1时报警，看程序跳闸辅助逻辑1（DI）
7.氯氮差压低低 01PDIC-24702为OFF(0)产生报警（DI）
8.氯压机轴位移信号不正常01GT-2480SF
氯压机轴位移低低（-0.9.mm）01GT-2480LL
氯压机轴位移高高（0.9.mm） 01GT-2480HH
9.进氯压机密封氮气流量2信号不正常 01FT-2471SF
进氯压机密封氮气流量2低低(3.0NM3/H) 01FT-2471LL
10.进氯压机密封氮气流量1信号不正常 01FT-2470SF
进氯压机密封氮气流量1低低(3.0NM3/H) 01FT-2470LL
11.后冷却器出口氯气流量信号不正常 01FT-24571SF
12.电槽全停 SW0ISDA-2450中间变量
二、工艺流程及操作
从电解来的高温湿氯气 (约 80℃)进入氯水洗涤塔下部 ，与塔上部喷淋下来的氯水逆流接触 ，除去大部分水气和盐雾。经氯水洗涤后的湿氯气由氯水洗涤塔顶部导出，进入钛冷却器 内与进入管间的冷冻水逆流换热 ，使氯气温度降至(13.0±2.0)℃。进入湿氯气过滤器内滤除水雾。氯气从湿氯气过滤器顶部导出进入一段填料塔下部与塔上部喷淋下来的稀酸逆流接触 ，氯气中一部分水分被硫酸吸收。从一段填料塔顶部导 出的氯气进入二段填料塔下部 ，与塔上部喷淋下来的硫酸逆流接触 ，氯气中水分再次被吸收。从二段填料塔顶部导出的氯气进入泡罩塔下部与最底层塔板上的硫酸先接触 ，再与上部四层塔板 98％硫酸接触 ，氯气 中水分被硫酸充分吸收。干燥后的氯气从泡罩塔顶部导出，进入酸雾捕集器内捕集酸雾后 ，从顶部导出进入氯压机，经过三级压缩及冷却后 ，保持压力为 0.10~0.20 MPa，供用户使用氯气含水指标控制在 ≤200×10 ，该公司现在氯气含水一般在 50×10 以下 ，干燥系统脱水效果良好 ，有效地保证 了氯气压缩机入 口氯气含水和氯气压缩机的正常稳定运行。
三、操作注意事项
离子膜电解 的氯气总管压力 由氯压机控制 ，主要通过以下措施实现。氯压机 自我保护装置 中有 防喘震控制阀，主要是通过机组出口氯气流量来控制 。在氯气流量低于设定值时 。防喘震控制阀开启补充进口流量；流量大时 ，防喘震控制阀关闭 ，减少补气量 ；在氯气流量达到机组设计能力时 ，防喘震控制阀关闭。防喘震阀由防喘震控制器 自动控制 ，用来保证机组的正常运行在压缩机一级叶轮前装有人 口导叶．用于调节压缩机的工作能力，导叶由安装在机体上的气动调节机构进行调节 ．导叶的角度可以从调节机构上的开度标尺上读出。入口导叶根据入口压力进行调节．使用过程中采用氯气压缩机控制离子膜电解槽氢气 、氯气总管压差在 3．924 kPa。压缩机通过人 口导叶阀来调节进气压力 ，进气压力的降低直接影响到压缩机排气压力，使压缩机性能曲线下移 ，调节进口实际上是改变了压缩机的性能曲线，达到调节流量的目的。和普通压缩机相比，进 口导叶调节的经济性较好。对某压缩机进行的测试表明 ，在流量变化范围为 60％~80％时 ，进口节流比出口节流节省功率为 4％~5％。进 口节流还有1个优点是导叶阀关小会使压缩机性能曲线 向小流量区移动 ，因而可使压缩机在更小的流量工况下工作 ，不易造成喘振。在机组人口压力变化时 ．可调导叶阀可以进行微调 ，来保证机组人口压力。可调导叶阀可以自动调节也可以手动调节。系统回流 A、B为一大一小 2个 回流调节阀，在系统压力波动小时，通过小回流调节，在系统压力波动大时，通过大回流来调节。正常操作时，氯气压缩机入 口压力根据进氯水洗涤塔总管压力(一0.4~0.6 kPa)控制在一5 kPa，此时可调导叶阀投入 自动调节 ，可调导叶阀与氯气压缩机入 口压力连锁 ，连锁压力设定为一5 kPa左右。根据氯气人口压力可调导叶阀进行开关 ．不用手动干预，系统回流A、B一般是处在手动调节状态。这样设置是考虑到在可调导叶阀调节不过来时。进行手动干预(调节产量时)，系统回流的控制与入口压力有关 。一般情况下，压力调节主要靠可调导叶阀来调节。氯气压缩机空载运行，检查各项运行参数是否正常。确认机组人口可调导叶阀处于关闭状态(可调导叶阀在关闭状态时，默认在5％的阀位开度)；机组防喘震回流全开；机组出口去废气处理阀门微开；系统回流A、B关闭。在离子膜开始送电后，根据人口总管压力缓慢开启压缩机入口调节阀，同时根据人口总管压力调节去废气处理的阀门，待入口阀全开时，手动调节机组入口可调导叶阀．此时，防喘震控制阀自动关小，保持入口总管压力稳定。缓慢关小去废气处理阀门，增大压缩机出口压力，直至关阀。待压力达到设定值时，将去盐酸车间的阀门投入自动控制，同时人口可调导叶阀投入自动控制。操作人员只需手动操作系统回流A、B对系统压力进行调节。离子膜进行降负荷操作时，操作人员需要降低机组抽气量。此时，将机组入口可调导叶阀由自动改为手动，但是操作人员不对可调导叶阀进行操作，只需要增大系统回流A、B。在离子膜停止降负荷后，再将入口可调导叶阀投人自动．这样，可以避免系统在操作系统回流时入口可调导叶阀对机组入口压力的干扰，有利于保持机组入口压力的稳定。离子膜进行升负荷时，同降负荷一样，将机组入口可调导叶阀由自动改为手动，但是操作人员不对可调导叶阀进行操作。操作人员将系统回流A、B关小，在离子膜停止升负荷后，再将入口可调导叶阀投入自动，这样操作同样是为了避免在操作系统回流时人口可调导叶阀对机组入口压力的干扰。
四、总结
中泰化学自2007年使用3K透平机以来，主机部分为做过检修，只是每年利用停车检修的机会对重要的联锁仪表进行定期校验，重要的联锁也一一校验，在日常的仪表维护当中，我们努力按照外方的要求每周对3K透平机的湿度仪进行自检，定期对湿度仪进行清洗，在巡检中仔细观察各项仪表运行参数，发现问题立即上报努力整改，保证了整套装置的稳定运行，同时也为以后的运行维护积累了丰富的经验。