LG77/0.5尾气压缩机喷油节能改造与分析

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节能分析镰 ergy—saving n^ 醯 文章编号：1006—2971(2013)05—0059-04LG77／0．5尾气压缩机喷油节能改造与分析于江龙，袁小坪 ．方利宏。黄 勇(新疆克拉玛依石化公司，新疆 克拉玛依 834000)摘 要：克拉玛依石化公司6O万连续重整PsA装置的尾气螺杆压缩机，为保证机组喷液冷却正常进行，需要从机组入口频繁补入冷却介质 (汽油)，故造成机组喷液循环系统消耗大量汽油，使机组能耗较大。通过分析、试验等方法通过改变喷油介质，在满足机组正常运行的工况下，降低了机组能耗。

关键词：喷油介质；循环消耗；试验；经济效益中图分类号 ：TH457 文献标志码：BTransformation and Analysis of Energy-saving for LG77／0．5 Exhaust Gas Compressor OilInjectionYU Jiang·long，YUAN Xiao—ping，FANG Li—hong，HUANG Yong(Karamay petrochenical Companly，Karamay 834000，China)Abstract：For the exhaust gas compressor for the Kararnay Petrochemical Company 600000 continuous catalytic reforming PSA instal—lation，in order to ensure the normal cooling of liquid injection，it is reuired to frequently add cooling medium(gasoline)from the in—let of exhaust gas compressor．Therefore it will consume plenty of gasoline in the liquid injection cimulatin$system and make energyconsumption greater．In this paper，under the condition of meeting normal operating of unit，the methods of analysis and test are usedto change the oil injection medium．which can reduce energy consumption greatly.

Key words：oil injection medium；circulating energy consumption；test；ecnomical benefit1 引言我厂 PSA装置的尾气压缩机是由中国船舶重工集团公司第七一一研究所制造的双螺杆压缩机，以汽油作为转子的喷液冷却介质，循环使用。主要将 PSA装置产生的放空气 (H 、CH 等)经过压缩后送入公 司燃料气管 网。 自 2011年 12月PSA装置开工运行正常后 ，尾气压缩机 K2271于2012年 1月开始运行后，机组整体运行正常。但机组出口介质携带大量汽油进入瓦斯系统，为保证机组喷液冷却正常进行 ，需要从机组人 口补液口频繁补人汽油，故造成机组喷液循环系统消耗大量汽油，机组能耗较大。且存在使全厂瓦斯系统带液，加热炉燃烧不正常的重大风险。故解决收稿 日期：2013—08—10—2013年o5期(总第241期)机组出口介质带液，降低机组喷油系统消耗，是保证机组正常运行的首要问题。

2 机组工艺流程及改造创新2．1 机组工艺流程PSA装置的放空气约 0．02MPa进入罐 V2706，经过尾气压缩机 K2271压缩至 0．4MPa后 ，直接送人全厂燃料气系统。机组自身带有喷液循环系统，对机组转子起润滑、冷却、密封、降噪的作用。

喷液循环系统介质为汽油，从机组气液分离器底经过油冷却器、过滤器、经过喷嘴进人机组内部转子后与工艺介质混合经出口进入气液分离器内进行循环，气液分离器内液位低时从脱c6塔来的重汽油从机组人口补液口补人，液位高时则从罐底排入 D2100罐内，详见图 1。

)节能分析Engergv—saving Analysis排图 1 尾气压缩机工艺流程图2．2 改造创新通过对机组进行检查及试验 ，最终将机组喷油介质由汽油改为 0#柴油后，机组出口介质带液量大幅降低，故喷油损失也大大降低，使机组能耗降低，并且保证了机组长周期正常运行。

3 改造过程分析3．1 机组喷液损耗分析根据工艺的流程，喷液介质 (汽油)的消耗主要由4部分构成 ： (1)气液分离器存在一定的分离效率 ，所喷的汽油，极少部分 以微细液滴的形式 ，通过滤芯逸 出； (2)汽油与工艺气混合后 ，经过压缩 ，轻质组分气化为气相，随工艺气一 起排出； (3)机体内汽油经过转子前后两端梳齿密封少量泄漏至酸油收集器内排人地罐 ； (4)工艺气中部分轻烃经过压缩以及喷液冷却后液化析出，与液体石脑油混在一起 。前面两部分使石脑油量不断减少，而第 4部分却使石脑油增多。

因此总的耗量为消耗= 逸出+ 挥发+ 泄漏一 析出舢 ：从压缩机排出的液滴 ，撞击气液分离器的旋风板后汇集，所得到的液体绝大部分在 50txm以上。现场采用的内置丝网除沫器，理论上对这部分液滴的分离效率能达到 99％以上，因此这部分逸出的量很少。后来经过现场检查发现该除沫器安装完好，可以排除大量液滴逸出的可能。

析出：经过螺杆压缩机压缩，并喷液冷却后，c3以上的部分轻烃析出。但经过循环喷液后，又进入系统，始终处于循环状态。根据 Proi工艺模拟软件计算这部分循环量大致在 100～150 kg／hr。

泄漏：此部分介质泄漏为介质从两端梳齿密封处泄漏至酸油收集器内的量 ，经实际测量每天泄60 瓣漏量约为 1 kg，由于此部分泄漏量小 ，可以忽略不计。

挥发：现场所喷的重汽油是石油馏分中比较轻的一类，馏点低挥发性大。

从现场的情况看 ，大部分的石脑油消耗是以这部分的形式排出。由于V~t=ot(t)dt其中 a(t)是时间t时刻各组分的平均挥发度 ，即：ot(t)= (￡)o4式中 i(t)是t时刻各组分的含量。根据现场的工艺，汽油一直在系统内循环使用。随着汽油油中轻组分的不断挥发，重组分含量逐渐浓缩，相应的平均挥发度随之减小，因此石脑油的消耗量也随之减少。但是，当分离器液位下降到一定程度后，又需重先补液，轻质组分含量随之提高，消耗量又随之增大。

故通过上述分析可以判断出机组在运行时喷油消耗量较大的原因。机组喷液消耗量见表 1。

通过以下数据可以计算得出，平均补液量239mrn／h(按气液分离器液位体积计算)约为0．239x3．14× (1．1／2) =0．227 m3／h，重汽油密度按 800kg／m 计算，每小时损耗汽油0．227~800=181．6 kg／h，每天损失汽油 ：181．6x24=4358．4 kg。由此可以看出机组喷油消耗量较大，故如何减小机组喷液介质的相对挥发度是解决机组带液的主要问题。

图 2 挥发度的变化3．2 机组喷液系统改造实施过程及效果为了如何减小机组喷液介质的相对挥发度，并要考虑到机组喷液介质的改变不能对机组产生影响。首先考虑到将喷油介质更换为柴油 ，因为柴油流动性与汽油相当，相对挥发度较汽油小 ，且柴油有着良好的润滑性能。经与厂家设计人员2013年05期(总第241期)簦 节能分析Engergy一~aving Analysis表 1 机组喷油介质为汽油时补液量记录时间 补液起始液位 补液中止液位 补液量(em)20I1一l2—3I 299 533 23314：52 302 524 22415：47 299 527 23816：45 299 528 23917：52 299 528 239l8：oo 3oo 532 23219：02 299 535 23520：0l 3o 533 2332l：06 3o0 536 23621：50 300 539 23922：56 3o 540 24023：55 299 540 2412012-l—l 0：54 30o 537 237l：52 299 542 2432：50 299 542 2433：50 3oo 542 2424：53 299 54l 2425：54 299 541 2426：52 30o 539 2397：49 299 540 2418：45 30o 539 2399：45 30o 538 23810：48 300 539 239l1：：46 299 537 23812：50 299 538 238重新核算后 ，柴油可以满足机组喷液要求 ，需要经过试验进一步验证分析。

3．2．1 改造 实施方案(1)按照图 2通过隔膜泵往气液分离器里加注一20#柴油至液位 800 ITlm，通过计算大概需要加注柴油 1．7 nl 柴油 ，约 1．4 t。

(2)切断机人口汽油补液线 ，关闭分离器底排液阀门，按照开机操作卡进行开机 (加强检查进出口温度、振动检查)。

(3)机组运行期间，记录气液分离器液位下降情况，根据计算结果，排气温度控制在 80~C时平均每小时消耗柴油 6 kg，转换成分离器液位刻度变化约每小时下降一格。做好记录，并以此来判断实际使用效果。

(4)机组运行过程中若出现分离器内液位■2013年05期(总第241期)高，通过罐底排污线将液位排人地罐。

3．2．2 改造实施过程及效果在实施过程中，计划采用一20#柴油和 0#柴油分别试验，以进行对 比观察。首先按照柴油加注方案加入一20#柴油，加注后开机 ，进行观察并记录喷油损耗情况，然后停机对该机组喷液系统置换后再次加入 0#柴油再次进行试验，两次试验具体数据详见表 2、3。

图 3 柴油加注方案通过表 2、3数据可以得出结论 ，详见表 4。

由表 4可以看出，喷油介质为一20#柴油时，喷油损耗量最多为 1 1．6 kg／h，较汽油损耗量大大减少 ，但使用 柴油 ，损耗量更少 ，仅为 0．52kg／h，节能效果更明显。

4 改造后效益计算通过改造后，取得的效益明显，而且投资小，具体详见表 5。

通过表 5计算得出节能费用如下：喷油使用汽油时，年消耗汽油约 1082．336万元；喷油使用0#柴油时，年消耗约 3．744万元 ，项 目投资约4000元 (需新增加注油品的隔膜泵及附属管线)。

故年节能约：1082．336—3．744—0．4=1078．192万元。

5 结论及存在问题5．1 结论(1)通过将机组喷油介质改变为 咪 柴油后 ，机组现在运行工况完全能够达到原先设计水平，同时机组运行更加平稳，确保了机组的长周期运行；(2)经过计算，改变喷油介质后，年节约费用可观，大大降低了机组的能耗费用；(3)以往使用汽油后，大部分汽油被携带进入瓦斯系统，对其他生产装置造成一定影响，使用柴油作为喷液介质后，喷液携带量大幅减少， ， 翻_-： 节能分析 ?—一龟 j堡 垒 一／表2 喷油介质为一20#柴油时损失统计分离器液位 ￡ 每小时液位变化量△￡ 时 间(mm) (em)20l2．2．8 16：O0 688 O．817：O0 670 2．818：00 64O 3．Ol9：oo 624 1．620：o 61l l-321：o0 6O3 0．822：00 596 0．723：00 582 1．424：00 564 1．82012．2．9 1：oo：00 551 1．32：o0 527 2．43：00 502 2．54：o0 489 1_35：00 472 1．76：o0 464 O．87：0H0 453 1．18：00 448 O．59：oo 433 1．510：00 428 O．5l1：0f) 422 0．6l2：0 410 1．213：0HD 380 3．O14：o 392 1．215：o0 391 O．116：O0 385 O。6注：连续记录24h进行观察比较表4 使用一20#柴油与O#柴油数据对比喷油介质 一20#柴油 0#柴油平均每小时分离器液位刻度 1
．26 0 056 变化 AL(cm)分离器液位单位刻度容积 0．O11 O．Ol1介质密度 0．835 dm O．85 t／m1．26×0．Ol1 X 0．056 X 0．Ol1× 每小时损耗835=11．6kg 850=0．52 kg机组运行更加平稳，且风险系数降低了。

5．2 存在问题由于喷油介质改为 0#柴油时 ，由于 0#柴油凝点低 ，在北方冬季时，在环境温度低于 0#时 ，柴油易冻凝损坏设备。改进措施：冬季机组使用时，加强控制环境温度高于0~C；若环境温度不满足条件时，更换为一20#或一35#柴油；机组备用时，放尽机组内存油防冻。

表3 喷油介质为 柴油时损失统计分离器液位 三 每小时液位变化量 时 间(mm) △￡(em)2012．3．14 7：0o 865 O_38：0o 857 O．89：00 852 0
．2l0：00 846 0．6l1：00 851 -0
．512：00 853 -0
．213：o0 857 -0．414：00 860 -0_3l5：00 854 0．616：O0 863 -0．917：00 858 O．5l8：O0 856 O．219：00 852 O．420：O0 856 -0．421：00 857 一O．122：00 859 -0．223：O0 852 0．724：O0 849 O-32012．3．15 l：00：00 850 一O．12：00 854 -0．43：00 856 -0．24：00 853 O．35：00 846 0．76：00 848 -0．27：00 851 -0．3注：连续记录24h进行观察比较表5 尾气压缩机喷油改造前后效益对比改造前(汽油) 改造后(呻 柴油)机组是否偏离歧计工况 否 否机组喷油消耗 181．6 kgm 0．52 kgm单价 7．45元 ／kg 8元 ／kg项目投资 0 4000元年消耗费用 l81．6×7．45× 0．52×9 X(万元 ) 80【)0=1082．336 8oo0：3．744参考文献：?1 朱立．制冷压缩机与设备【M】．北京 ：机械工业 出版社 ，2005.

【2] 郁永章．容积压缩机技术手7'tf[M]．北京：机械工业出版社 ，2005.

作者简介：于江龙(1984一)，男 ，工学学士 ，中国石油大学过程装备与控制工程专业毕业，克拉玛依石化公司第四联合车间设备技术员。

2013年O5期(总第241期)麓