海拔高度对压缩机生产能力影响的分析.docx

2009年 6月云南化工Jun. 2009第 36卷第 3期Yunnan Chem ical Techno logyVo l. 36, No. 3海拔高度对压缩机生产能力影响的分析赵垠 1 ,李淑兰 2( 1. 云南省石油化工锅炉压力容器检测中心站 ,云南 昆明 650233; 2. 昆明理工大学 化学工程学院 ,云南 昆明 650224)摘 要 : 分析了 H222165 /320型压缩机在云维集团沾化分公司实际生产能力与设计产量有差距的原因 (其排气量仅为 33% ) ,主要由不可避免的因素和可避免的因素构成 ,不可避免的因素是因为使用该压缩机地区海 拔较高 ,造成输气量减少了 16. 57% ;可避免的因素是该压缩机的 、级吸入温度过高 ,吸入气体较少 。并提出了 解决的办法 。关键词 :压缩机 ;生产能力 ;海拔高度 ;吸气温度中图分类号 :TH457文献标识码 : A文章编号 : 1004 - 275X ( 2009) 0320036203H22 2165 /320 型压缩机是中氮合成氨厂压 缩机主要机型之一 ,是 20世纪 60年代初为单机年 产合成氨 20 kt加压变换流程设计的 ,压缩机的平 衡性好 、转速较高 、占地面积小 、检修方便 ,颇得用 户好评 ,为 20世纪 70年代较为先进的机型 。随着 生产的不断发展 ,该机种的某些如振动等的缺点 也逐步得到了改善 。然而一个普遍存在的问题 是 :该机种在使用中合成氨生产能力达不到指标 ,输气量仅为设计指标的 62% 90% (化学工业部 :2 输气量受海拔因素影响的计算H22型压缩机是在标准大气压 、吸入压力为 1. 96 kPa,进气状态 (以冬 20、夏 30计 ) ,设计 排气量为 (吸入状态 ) 165 m3 /m in ( 9900 m3 / h) 。 如压缩机的使用环境与设计条件不同 ,排气量将 发生变化 ,云维集团沾化分公司地处乌蒙山腹地 , 海拔较高 , 其使用地区的输气量按公式 ( 1 ) 1 计 算 : P20 + Ps1 - Pb T0压缩机生产能力调查 , 1993 年 ) 。该机型在云V0 =V s1 P0Ts1( 1)维集团沾化分公司使用问题比较突出 ,排气量不式中 , V0 : 使用地区气体的输气量 (折合 级s1足 ,仅为 33% ,这在经济上是一个巨大的损失 ,多吸入状态 ) , m3 / h; V: 原设计状态气体的输气量年来这个问题一直未得到足够重视 。(折合 级吸入状态 ) , V s1= 9900 m3 / h; T : 0时01 压缩机实际氨产量与设计氨产量的差距该机型压缩机单机的合成氨产量取决于每小 时能输送的干气量 (m3 / h) ,所以要将排气量折算 到进气状态的输气量 。单机日产量应为 69. 88 t ( 9900 3400) 24 = 69. 88 t / d ,而沾化分公司实际日产量 (以 2006 年计 )平均为 46. 9 t,最好时的绝对温度 ; Ts1 : 级进口气体的绝对温度 ; :相 对湿度 ; Ps1 : 级进口压力 ,云维集团沾益化分公 司当地压力为 1. 1768 10 - 2 MPa1. 5691 10 - 2bMPa,取中值 1. 3729 10 - 2MPa; P :吸入温度下的 饱和水蒸汽压力 , 2. 3331 10 - 3MPa使用地区大气压按公式 (2) 2 计算 :430 5. 256为 50. 4 t, 实 际 产 量 比 设 计 产 量 少 32. 9%P = P0 ( 1 - 4 H 0)( 2)69. 8( 69. 88 - 46. 9 100% = 32. 9% ) ,即 :每台压缩机每小时平均减少了 957. 5 kg合成氨 ,也即减少了半水煤气 3256 m3 。式中 , P:使用地区 0大气压 MPa; H:海拔高度 ,云维集团沾益化分公司海拔 H = 1980 m; P0 : 温度为 0和海拔高度为 0 米时的大气压 , 等于 0. 10132 MPa。即 :收稿日期 : 2009204213稿件修回日期 : 2009205212作者简介 :赵垠 ( 19582) ,男 ,河南唐河人 ,工程师 ,主要从事化工承压设备检验 、化工建设工程质量监督及化工建设工程监理 。2009年第 3期赵 垠等 :海拔高度对压缩机生产能力影响的分析3744300P = 0. 10132 ( 1 - 1980 ) 5. 256 = 0. 07969 MPa20时云维集团沾化分公司的大气压为 :P20 = P -P = 0. 07909 - 0. 000357 = 0. 07933MPa式中P是 020大气压的降低量 。 为方便起见 ,云维集团沾化分公司全年进气温度以 20计算 ,则 : 0. 079333 + 0. 013729 - 1 0. 0023331 2733V0 = 9900 0. 10132293= 8260 m / h可见 ,输气量 V0 减少了 16. 57% ( 9900 - 8260 P 1X T 1 I9900V = KX VhXP1 IT1 I( 4)100% = 16. 57% ) ,损失的这部分输气量是因为式中 V 为第 X级的排气量 ; P 、T为第 XdX1 I1X海拨高度造成的 ,这一损失是不可避免的 。级的实测压力和实测温度 。通过计算发现 ,压缩33 输气量受工艺及附属设备的影响机的 、级的排气量都达到 165 m/m in实际产量已比设计产量减少了 32. 9% ,加上海拨高度造成的输气量减少的 16. 57% ,分析认 为 ,还有 16. 32 的损失 。吸入气体中的水蒸汽影 响产量 ,以干基计算时水蒸汽已除去 ;系统漏气可 能降低产量 ,但系统漏气量不会达 16. 32%还不 被发现。以该公司实测压力 、实测温度和设计气缸容 积及其系数带入活塞式压缩机第 X级的排气量 (相当于第一级吸入状态 ) ,其计算方法如下 :X用该压缩机的设计压力 、设计温度 、行程 容积 和 设 计 排 气 量 (上 海 压 缩 机 厂 : H22 2 165 /320型压缩机图纸及设计说明书 )代入公式 (3) 2 ,计算压缩机各级的系数 K , 以便与设计 厂家取值一致。以上 ,与设计值相符 ,而 、级排气量明显较低 ,级为 144 m3 /m in, 级为 138 m3 /m in, 级与设 计排气量相差 16. 36%。主要原因是 、级吸 气温度较高 ,虽然吸入的体积和压力都达到设计 标准 ,但吸入的气体分子却减少 ,造成 、级吸 入量不足 。产生这种现象的原因可能是 :1) 级从造气车间来的气体温度低 , 级以 后气体经过净化 ,较为清洁 ,换热器工作良好 ;2) 、级前的冷却器因气体较脏影响冷却 器冷却效果 ,特别是接近检修时 ,换热管通气截面 缩小 ,严重影响换热效果 。由于气体是稳定流动 , 、级吸入不足后 ,导致后三级压力有所下降。 显然 、级控制了压缩机的生产能力 。4 结论pXVXTXIX PL X T1 I1X1)海拔高度的影响Vdx = V P T( 3)0X X1 I 1X1 IH222165 /320型压缩机在云维集团沾化分PXVXTXIX1X公司实际生产能力与设计能力有差距 ,其排气量现令 KX = 0X X 1 I VdX P1 I T1X仅为 33% ,造成输气量减少的不可避免的因素是使用地区海拔较高 , 使输气量减少了 16. 57%。则 KX =VhXP1XT1 I因此 ,在为工艺系统配置压缩机时 ,需要考虑海拔式中 PX 、VX 、TX 、IX :第 X 级的压力 、容积 、温度系数及泄漏系数 ; 0X 、X :第 X级的抽气 、凝析 系数 ; 1 I 、1X :第 级和第 X级的名义吸气状态 下的可压缩性系数 ; P1 I 、P1X : 第 级和第 X级的 名义吸气压力 MPa; T1 I 、T1X : 第 级和第 X级的3高度的影响 。2)其它因素的影响可避免的因素是 、级气体吸入温度过高 ,吸入气体减少 ,致使生产能力不足。 3)改进措施名义吸气温度 K;VhX : 第 X 级的行程容积 m ;3改进工艺 。在前一工段把气体夹带的焦油VdX :第 X级的设计排气量 m/m im。和灰尘除去 ,以保证 、级前冷却器的冷却效以该公司实测压力 、实测温度和设计气缸 容积及其系数带入活塞式压缩机第 X级的排气 量 (相当于第一级吸入状态 )计算公式 ( 4 ) ,求出 各级的排气量。果 ,从而保证气体入口温度接近设计温度 。改进附属设备 。 、级前的冷却器采用 新型高效换热器强制冷却 ,也可增大换热器换热 面积 ,降低 、级的入口气体温度 。38云南化工2009年第 3期设备本身改进 。如不改变现行除尘 、除焦 工艺和级间冷却器 ,在压缩机机械强度允许的前 提下 ,可扩大 、级压缩机气缸行程容积 ,加大 吸入能力 ,减小因为 、级的高温吸入造成的输 气量的下降 。参考文献 : 1 “活塞式压缩机设计 ”编写组. 活塞式压缩机设计 M . 北 京 :机械工业出版社 , 1974. 2 潘永密 、李斯特. 化工机器 M . 北京 : 化学工业出版社 , 1989.Ana lysis on Effect of A ltitude the Productiv ity of C om pressorZHAO Y in1 , L I Shu2lan2( 1. Yunnan Petrochem ical Inspection Centre for Boiler and Pressure Vessel, Kunm ing 650233;2. School of Chem ical Engineering, Kunm ing University of Science and Technology, Kunm ing 650224)Abstract: The reason why the actual p roductivity of H22 III - 165 /320 comp ressor had difference with the designed yield was analyzed, and the major two parameters, altitude and inhaling temperature were discussed. And the solution was also obtained.Key words:comp ressor; p roductivity; altitude; inhaling temperature(上接第 35页 )4结语从实际的应用结果来看 ,在绝大多数情况下 K值有一定的参考价值 ,但有时也会有较大出入。 比如 ,从图 2 估算浓度与分析浓度曲线上来看 , 2009. 1. 2中班误差就太大 ,误差为 0. 79%。经分 析 ,系统工艺参数出现较大地波动或调整造成如 此大出入的可能性较小 ,这种原因大多数情况下 是上一个班生产的成品硝酸浓度分析不准确 ,或者是液氨量 N 和水量 W 选取不合理所致 , 这也是 应用中的关键 。对于不同工艺的硝酸装置 , 选取 合理的液氨量 N 和水量 W 的时段也是不同的 ,这 需要结合实际进行总结比较。参考文献 : 1 陈五平. 无机化工工艺学 (上册 , 3版 ) M . 北京 :化学工业 出版社 , 2002. 2 郑广俭 ,张志华. 无机化工生产技术 M . 北京 :化学工业出 版社 , 2002.D iscussion on the Utiliza tion Ra te of Amm on ia in N itr ic Ac id ProductionZHANG X in 2yong, SO NG Q ing2we i, L IANG Fu( Henan Shenm