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氮?dú)鈮嚎s機(jī)主冷凝器真空度低的分析與研究

閱讀次數(shù)：4560 發(fā)布時間：2017/4/7 14:29:19

氮?dú)鈮嚎s機(jī)主冷凝器真空度低的分析與研究

　　大型化肥生產(chǎn)裝置中，主冷凝器的真空度對汽輪機(jī)裝置的效率、功率有重大影響。本文就實際生產(chǎn)過程中存在的問題，從主冷凝器端差、循環(huán)水水量、水質(zhì)等角度分析造成主冷凝器真空緩慢下降的原因，通過制定相應(yīng)的對策并實施應(yīng)用后，達(dá)到提高機(jī)組工作效率和運(yùn)行周期的目的。

　　中國石油寧夏石化公司一化肥合成氨裝置氮?dú)鈮嚎s機(jī)為德國德馬克(DEMAG) 公司制造的離心式壓縮機(jī)，產(chǎn)出8.0 MPa，12.0 MPa 的高壓氮?dú)猱a(chǎn)品，由3.8 MPa蒸汽輪機(jī)驅(qū)動。汽輪機(jī)主冷凝器真空度高低直接影響著機(jī)組的汽耗率和平穩(wěn)度；在壓縮機(jī)功率不變的情況下，真空度越高，汽輪機(jī)汽耗率越低。真空度低不僅直接影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行和有效功率，而且直接影響著整套合成氨裝置8.0 MPa 高壓氮系統(tǒng)的平穩(wěn)供應(yīng)。2010-2012 年氮?dú)鈮嚎s機(jī)的真空度頻繁出現(xiàn)低的態(tài)勢，尤其在夏季高溫、高負(fù)荷生產(chǎn)時真空度低，不僅影響著裝置的高負(fù)荷穩(wěn)定生產(chǎn)，而且還威脅著蒸汽透平的安全運(yùn)行。因此，氮?dú)鈮嚎s機(jī)主冷凝器真空度低的問題已成為制約裝置高負(fù)荷運(yùn)行的瓶頸問題。

1、氮?dú)鈮嚎s機(jī)主冷凝器的工作原理

　　主冷凝器是3.8 MPa 蒸汽驅(qū)動輪機(jī)做功后排出的蒸汽變成凝結(jié)水的熱交換設(shè)備。蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完成一個膨脹過程后，在凝結(jié)過程中，排汽體積急劇縮小，原來被蒸汽充滿的空間形成了高度真空(見圖1)。凝結(jié)水則通過凝結(jié)水泵輸送進(jìn)鍋爐。

主冷凝器真空形成原理

圖1 主冷凝器真空形成原理

　　3.8 MPa 蒸汽驅(qū)動輪機(jī)做功后，排汽進(jìn)入主冷凝器，經(jīng)過循環(huán)水冷卻后形成冷凝液，冷凝液送往鍋爐使用(見圖2)。為維持主冷凝器需要的真空，設(shè)置了由0.98 MPa蒸汽驅(qū)動的抽氣器，其中不凝惰性氣體放入大氣。

氮?dú)鈮嚎s機(jī)蒸汽冷凝液系統(tǒng)流程

圖2 氮?dú)鈮嚎s機(jī)蒸汽冷凝液系統(tǒng)流程

2、影響主冷凝器真空度的原因

　　在正常生產(chǎn)中，影響真空度高低的原因有：汽輪機(jī)負(fù)荷；冷卻水進(jìn)出口溫度和流量；凝汽器傳熱面積和傳熱系數(shù)；凝汽器傳熱表面狀態(tài)；真空噴射器工作情況等因素。下面結(jié)合生產(chǎn)實際，對以下幾方面的主要原因進(jìn)行具體說明。

2.1、主冷凝器冷卻水流量小，換熱效率差

　　氮?dú)鈮嚎s機(jī)主冷凝器冷卻水處于四大機(jī)組末端，總管水量的變化對機(jī)組的影響比較明顯(見表1)。

表1 氮?dú)鈮嚎s機(jī)在同等負(fù)荷狀態(tài)下參數(shù)運(yùn)行對照表

氮?dú)鈮嚎s機(jī)在同等負(fù)荷狀態(tài)下參數(shù)運(yùn)行對照表

　　從壓縮機(jī)段間換熱器冷卻水量變化可以看出，水量的變化引起真空度的變化非常明顯，水量降低，主冷凝器的換熱效率下降，真空度下降，導(dǎo)致機(jī)組的運(yùn)行效果差。當(dāng)循環(huán)水量不足時，汽輪機(jī)產(chǎn)生的泛汽在凝結(jié)器中被冷的量將減小，進(jìn)而使排汽缸溫度上升，凝結(jié)器真空下降；2011 年水量的變化比較明顯。

2.2、主冷凝器冷卻水水質(zhì)差，堵塞管線

　　2011 年，對氮?dú)鈮嚎s機(jī)主冷凝器冷卻水入口加裝反沖洗過濾器，以此來應(yīng)對因水質(zhì)差，雜物進(jìn)入主冷凝器的可能。2011 年至2012 年4 月反沖洗操作29 次，反沖洗出來的雜質(zhì)有填料碎片、銹皮、泡沫、焊渣、木楔、木棒、鐵塊、塑料袋等

原創(chuàng)作者：上海五久自動化設(shè)備有限公司