探究透平压缩机改水冲车的前后比较

1. 1 透平离心机压缩机主要特点

透平压缩机为单吸入、双支撑式共四级叶轮分两段，每段两级叶轮，该机是利用齿轮联轴器通过齿轮增速机，速比DA350 - 41 是2. 977，PFCO2 - 400是2. 73，与电机相连接，由石灰来的CO2气经电除尘除尘含量小于10 mg /m3，通过外管进入透平机的一、二级叶轮，压缩后的气体压力 0. 15 MPa( 表压) ，温度 170 ℃，分别进入中段、清洗冷却塔，冷却后分别送重碱。该机仪表进行集中控制，为保证主机的安全运行，主要工艺参数的控制还设有联锁停车装置，当主机在生产中出现较大喘振波动时，主机可以联锁停车避免事故的发生。

2 实验部分

2. 1 透平压缩机工艺改进情况

( 1) 青岛碱业发展有限公司( 以下简称公司) 透平压缩机分别于1985 年两台DA350 - 41 和1989 年PFCO2 - 400 投入运行，初期机组排气量大，主机运行平稳，经过长期运行后，主机电流、排气量都呈下降趋势，后来碳化工序开始感到气量不足，主机效率明显下降，拉气量和送气量显著降低，最后在低流量时，叶片上产生气流脱离形成的脉动流与出口管网的气阻之间形成周期性的气体倒流和排出气体压力时高时低，并产生巨大的噪声和急剧的温升，气流的冲击传递给叶片，在轴上产生突变的应力引起轴剧烈的振动，主机振幅超标，轴瓦润滑油膜破坏，化瓦、碎瓦、轴发生位移，逆流是压缩机喘振深度发展的结果。后来，当透平机效率降低时，公司曾借鉴兄弟厂的经验在统计一段入口处注水和利用大循环使塔后冷却气倒流主机入口以冲洗主机内及辅助设备中冷器的尘垢，当时效果还比较明显，主机电流、效率、送气量明显上升，随着含尘量有时超标和加自来水次数的不断增加，效率不但不明显反而导致设备出现喘振事故频频发生。

通过工艺参数进行鉴定，透平机一段出口与二段入口的压差越差越大，说明中冷器壳程中结垢比较严重，停车检查时，看到中冷器管束周围有很多泥垢，气体入口处和出口处最为严重，压差最大在0. 4 MPa，这是造成主机效率下降和频频发生喘振的一个主要原因，打开主机盖检查，叶轮、隔板气道结垢也较严重，尤其三、四级叶轮的进气通道结垢最为严重，气体有效疏通容积所剩无几，主机在这种情况下运行，不但机组效率大幅度下降，同时主机拉气量明显减少，造成主机喘振，失去了良好的动平衡而导致一系列事故的发生，三、四级叶轮进气通道堵塞是影响主机效率的又一主要原因。

( 2) 完善透平机注水冲垢，降低系统阻力，由于CO2

中的粉尘在机组运转一定时间后会附着在叶轮的流道中，这使机组的流通能力下降，效率下降而耗功增加。以往由于从透平机一段入口注水的水量小，注水时间短，这部分水只对主机一、二级叶轮的冲洗起到了一定作用，冲洗水在中冷器后的旋流板分水器分离出来，因此，主机的三、四级叶轮及气道得不到冲洗，对中冷器的冲洗作用也很小，针对这种情况，注水时间改为10 min，每班一次，经过一段时间运行后，中冷器进出口压差明显降低，利用水蒸发的潜热来降低段内气体温度，同时可对附在叶轮气道的粉尘进行定期冲刷，保证压缩机叶轮气道通畅，进而保证压缩机的性能，提高了效率。这种方法由于降低了多变指数，增加了气体流量，但基本不会增加压缩机的耗功，而取得更多流量，透平机可连续运行半年以上，各部工艺参数正常比较不定期，少量注水时各工艺参数更为合理。透平机的二段入口注水也定为每班一次，注水时间为5 min，透平机经过一、二段注水后系统阻力已降到最低值，打气量充足机组效率进一步提高。

3 结论

设计了透平压缩机加软水的方法，实现了针对透平压缩机、主机的叶轮、隔板、气道防结垢，主要研究结果有:

1) 分析了透平压缩机加自来水和软水的比较，软水中钙离子含量为0，自来水中钙离子含量约为200 mg /L，选择了加软水定时、定量，一段、二段交替最佳控制方式。

2) 经过对透平压缩机的结垢，堵塞影响因素的分析，深入研究了防结垢控制策略，针对透平压缩机特点，设计和实现了透平压缩机加软水除结垢方法。

3) 在防结垢控制思想上，消化和吸收了目前控制策略，给出了一种理想的控制结垢的新方法，即满足了生产过程中透平压缩机长期稳定的需要，又实现了有效的除垢，有效地避免了实际生产中结垢现象的发生，提高了透平压缩机的运行效率。