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　　在氯碱生产过程中，产生的氯通过压力分布在指定的地点，同时处理。最早氯气在加压输送过程中所使用的加压设备多采用液环式氯气压缩机,原称之为氯气泵。20世纪80年代开始在8万t/a规模以上的烧碱装置中使用离心式氯气压缩机。21世纪初在6万t/a烧碱装置中有采用离心式压缩机双机运行的,也有采用液环式氯气压缩机或多机运行的。这两种压缩机在原理、结构、经济性及运行性能方面是完全不同的动力设备,各有其自身的结构特点、气动性能和运行要求。在不同规模的氯碱系统中,选用什么类型的压缩机来加压输送氯气,应该按照其特点和使用要求进行综合分析对比,采用更为合理的选择方案。这两种压缩机各有其适用范围,无法相互替代。正确的选型应该是在其科学性、经济性及运行和使用要求等方面分析论证的基础上,根据不同生产规模的系统,确定更为适宜的机型,才能收到良好的经济效果。1电循环和离心式压缩机的特点1.1出口增设了吸气介质的泄漏装置,从气体进口到出口液环式压缩机是以液体作为工作介质(液环)传递能量,使被输送气体的压力提高。液环在机体内与转子偏心地共同绕着转子中心旋转,实现吸气、压缩、排气的过程,其特点为:(1)气体是在等温过程被压缩的,出口温度与进口温度之差值(即温升)很小,出口气体不需要进行冷却,可直接输送到处理地。(2)由于气体被液环,叶轮及两侧隔板绝对密封在机体内,从气体进口到出口没有气体泄漏,这种对输送介质的绝对密封对有毒、易燃、易爆及贵重气体的加压是十分有利的。(3)液环式压缩机是低速运行的压缩设备,在高压比、小流量时转速不超过3000r/min;而在大流量、低压比时转速为750～1000r/min。这样,压缩机可以与电机直联,节省了增或减速装置。低速运行对轴承及轴封的选用十分有利,运行可靠性有很大程度的提高,材料的选用也不会因强度要求而带来困难。(4)液环式压缩机最大的缺点是其等温效率低,一般最高不超过55%,要比离心式压缩机低得多,但耗能较高。低效的原因是:①由本身的工作性质所决定,主要消耗在液环对机体的摩擦损失及液环内部产生的涡流等损失;②对提高该种压缩机的等温效率的研究工作开展得很少,几十年来没有大的进展,还停留在20世纪六七十年代的水平上。1.2离心式压缩机的特点离心式压缩机中气体压力的提高是由于气体经过高速旋转的叶轮,在叶轮的作用下受到离心力的作用而产生压力,与此同时,气体也获得了很高的流速,动力大大提高(这一部分是气体经过压缩机能量提高的主要部分);流出叶轮后经扩压器或涡室,气体流速减慢,使动能的大部分转变为气体压力的提高。随着石油化工工业的发展,压缩各种气体的压缩机日益增多,特别是高压比、小流量的离心式压缩机获得很大发展,使离心式压缩机、液环式压缩机、活塞式压缩机应用范围之间的界线发生了很大的变化。离心式压缩机的主要特点:(1)离心式压缩机的等温效率比液环式压缩机的等温效率高,随着气量的增大,在同样的压比下,差别越来越大,节能的效率也愈来愈高。如果考虑石油化工厂的热能回收综合利用,离心式压缩机的总热效率,可与活塞式压缩机相媲美。(2)离心式压缩机是高速旋转的动力设备,以VH1500/3.5及LLY1500/3.5为例,旋转转速超过了22000r/min,对轴承的要求较高。要求采用高速滑动多油楔可倾瓦的结构。对轴封要求较严,在这样高的转速下,接触式轴封(包括机械密封、各种填料密封)已无法适应,因需要严格的润滑油供给系统及气体密封系统,多采用非接触气封,。在转速稍低的情况下多用浮动环密封,也要求一套自动控制密封压力的密封油系统。(3)离心式压缩机的研究工作发展较快,成效也比较显著。三元理论设计方法、有限元强度计算方法已经在实践中被采用,效率进一步提高,设计也很可靠,技术比较成熟,特别是目前对高压比、小流量的离心式压缩机的研究工作发展很快。(4)由于离心式压缩机是高速旋转的动力设备,运行的安全可靠性要求很高,无论是主机还是辅机,要求制造工艺较高,辅机系统及自动监控仪表绝对可靠,否则后果不堪设想。总之,离心式压缩机理论研究设计方法比较成熟,制造和运行的经验也越来越丰富,其发展前景是十分乐观的。2离心式压缩机的运行效果氯碱系统中氯气压缩机选型是对给定的生产规模,在氯气压缩机所对应的参数、流量、压比的条件下选用合适的机型,选用对比的主要内容是投资、节能、运行维护及运行维护所需的费用等。(1)投资费用。单台离心式压缩机的制造费用较高,由于离心式压缩机是高速动力设备,除去本身的制造工艺要求高、材料要求高外,还需增速器、润滑油系统、密封气系统、冷却系统等辅机设备,因而其综合费用较高;液环式压缩机低速、直联、等温压缩等有利条件可以节省离心式压缩机所必须具备的辅助系统,用于氯气压缩的液环式压缩机,以浓硫酸作液环(质量分数大于95%)对材料的腐蚀很弱,因此通用材料为灰铸铁,叶轮、分配器也有采用球墨铸铁的,价格较低。以LLY1500/3.5离心式压缩机与YLJ1500/3.5液环式压缩机比较,前者机组的总价格(包括辅机系统和仪表)70万～75万元,而YLJ1500/3.5机组总价格(包括分离器、酸雾捕集器、酸冷却器及酸过滤器和仪表)35万～40万元,只有离心式压缩机的50%。离心式压缩机厂房建筑要求较高,要封闭式厂房建筑,占地面积也较液环式压缩机大,并且需要专门的控制室以监控其运行;而液环式压缩机对厂房建筑要求不高,半开式厂房即可,且不需要专门的仪表控制室,其仪表均是随机仪表。因此离心式压缩机的基建投资要大大超过液环式压缩机。(2)离心式压缩机的等温效率比液环式压缩机高,以用于6万t/a烧碱装置中的氯气压缩机进行比较,需2台YH1500/3.5或LLY1500/3.5离心式压缩机,同样也可以采用2台YLJ1500/3.5的液环式压缩机。单台离心式压缩机的轴功率为120kW左右,而单台液环式压缩机轴功率为148kW,即离心式压缩机的等温效率比液环式压缩机的等温效率要高20%左右。离心式压缩机比液环式压缩机节约能源的费用每年共超过20万元,如采用3台YLJ1000/3则可每年节省30万元以上,如采用LLY2500/3.5单台离心式压缩机,则每年可节省能源费用超过40万元。从节能上来看,离心式压缩机要优于液环式压缩机,但是如果考虑到基建投资、机组总价及运行费用等,综合起来,在6万t/a烧碱系统中采用单台或多台离心式压缩机就不比液环式压缩机优越了。(3)运行费用也是压缩机运行中不可缺少的消耗。离心式压缩机的运行费用较高,以密封来说,接触式密封中要消耗一定量的密封油,对非接触密封来说,要消耗一定的密封气体。为防止被输送介质的污染,对密封介质的选择是较严格的,一般价格均比较高,而密封介质必须经过处理,才能重复使用,不管是回用还是排弃,均需一定的费用;液环式压缩机就没有这样的要求,可以节省费用,但液环式压缩机中液环采用的浓硫酸要求质量分数不能低于92%,否则零件会受到严重的腐蚀,因此液环必须定期更换一部分或全部,换下来的硫酸不能回用,但可作其他用途,这样也需一定的费用,但液环的量很小,即使全部更换,费用也是很少的。高速转动的离心式压缩机需24h监控和定时数据记录,要有专职操作人员24h轮流值班,以防不测。液环式压缩机无需专职操作人员守护,只需定时检查液环浓度和巡视,这些工作可以让其他岗位的操作人员兼顾,这样,两种压缩机的运行费用对比,使用离心式压缩机要高得多。离心式压缩机的备件较多,造价也很昂贵,一个叶轮备件价格在3万元以上,一套可倾瓦径向和轴向滑动轴承价格也在万元左右,还有其他密封等零件价格也很高,在每年检修时,这些零件都应检查;在正常情况下,液环式压缩机备件的更换量为:每年消耗2～4个叶轮,每个叶轮的价格不超过5000元,其余零件一般工作寿命较长,不需定期更换,因此离心式压缩机的备件消耗的费用也超过液环式压缩机。离心式压缩机检修过程不仅要严格检查机身的各个重要零部件,而且还要检查增速器、辅机系统及仪表,因此检修周期较长;而液环式压缩机只要检查叶轮、分配器或机械密封,拆检时间短,如无故障半天至一天就检查完毕。综合以上的对比,以6万t/a烧碱装置中采用的压缩机来看,即使离心式压缩机可以节约能源,但是考虑到投资较大,运行费用较高,对工厂安全人员要求较高,用该压缩机就不如选用液环式压缩机了。3液环式压缩机通过以上分析对比,提出以下几点建议:(1)在6万t/a规模的烧碱装置中,选用离心式压缩机不如选用液环式压缩机更合适,在6万t/a以下规模的烧碱装置只能使用液环式压缩机。8万t/a的装置中可以采用两种方案,离心式压缩机比液环式要好一些,10万t/a以上的,采用离心式压缩机为好,此时单机流量可在5000m3/h(进气条件,氯气体积分数在95%以上),这样的压缩机转速不会超过10000r/min,辅机系统就不像VH1500/3.5那么复杂,而能耗比液环式压缩机大大减少。(2)在6万t/a烧碱装置中可以采用流量在2500m3/h的离心机单机运行,这样转速可以降低在15000r/min以下,等温效率比VH1500/3.5或LLY1500/3.5要高10%,综合费用就不会像双机那么高,运行的安全可靠性也得到进一步改善。(3)应该开展液环式压缩机的研究工作,以提高其等温效率;同时发展气量5000m3/h、压比3～3.5的低压离心式压缩机和气量7500m3/h、压比3.5～4的离心式压缩机以供12万t/a和15万t/a规模的烧碱装置选用。(4)开展高速机械密封及滑动轴承的研制,以简化离心式压缩机的辅机系统和提高其运行的可靠性。

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