浅析空压机富裕气作空分气源的应用

我公司合成氨厂年产30万t大型合成氨装置是80年代末引进的。装置特点之一是低水碳比操作，以降低一段炉负荷，并把部分负荷转移到二段炉，通过在二段炉中加入工艺空气压缩机提供的过量空气来满足二段转化所需的热量和合成氨所需的氮气。由于天然气供给不足，致使装置未能满负荷生产，导致工艺空气压缩机出口工艺空气有部分富裕（放空）。本文介绍如何充分利用这一剩余资源，实现节能降耗。

1方案制定

1.1装置介绍

由MS3002重型工业燃气轮机驱动的离心式工艺空气压缩机从大气取气，经二级过滤和5段压缩后，把温度为140，压力为4.0~4.2MPa的工艺空气送往二段炉。压缩机出口设有防喘振阀FV02001，当装置负荷不高，二段炉所需空气量不大时，为了保证压缩机气流量在喘振流量线之上，FV02001须保持一定量的放空。

空分用空气压缩机的型号为5L-16/50型，结构型式为往复活塞水冷式，由型号为TK250- 14/1180，功率为250kW，电压为6kV的电动机驱动。其亦从大气取气，经过滤和3级压缩后，把温度为106，压力！3.5MPa的空气送往后续装置，生产高纯度的氮气和氧气。

1.2方案制定当前装置负荷在80%左右，工艺空气压缩机有约8000m 3 /h（标态）的空气放空。为了避免这部分带压空气的浪费，考虑设计由出口引带压空气至空分作5L空气压缩机后续装置气源，并停开5L空气压缩机。两系统工艺条件基本相同，在工艺空气压缩机放空气量能满足空分运作的条件下，把工艺空气压缩机放空气引入空分重新利用是完全可行的。而且方案实施后，空分可停用5L空气压缩机，既节省大量电能，改善循环水的控制条件，又改善了空分岗位工作环境。所以，这一方案无论在经济上还是在技术上都是可行的。

2操作注意事项

（1）使用工艺空气压缩机放空气前，确认工艺空气压缩机运行正常：NIP93%~96%，FV02001>4.5万m3/h（标态），P02025>3.85MPa，T02100 <543.（2）当生产满负荷时，工艺空气压缩机产气量45764m3 /h（标态），二段炉用气量45750m3 /h（标态），除去系统泄漏量，供需基本平衡。所以，当系统满负荷生产时，需及时切换启动5L空气压缩机，保证空分生产稳定运行。（3）使用过程中如遇工艺空气压缩机停车，则需将1#，2#阀全关，同时打开4#阀，按操作规程启动5L空气压缩机。

3改造后的效果

（1）节能效果显着。按年使用工艺空气压缩机剩余空气300d计算，全年可节电230.4万kWh，仅此一项每年为厂节省电费数十万元。

（2）5L空气压缩机停运后，每小时可减少循环水排放量40t，使循环水系统的浓缩倍数达到3以上，工艺指标既稳定又容易控制。

（3）减少空气压缩机的维修工作量和备件消耗量，节约了空气压缩机润滑油和活塞用机油，大大降低了原材料的耗费和机器磨损。

（4）减轻了操作人员的工作量，降低了现场噪音，改善了工作环境。同时，由于工艺空气压缩机空气含油，水量很少，使进入分馏塔的原料气质量大大提高，延长了分子筛的使用寿命，使工艺形成良性循环，保证了稳定生产。

（5）由于工艺空气压缩机富裕空气压力高，气量稳定，使空分分厂分馏塔的工艺操作日渐平稳，基本不用进行大幅度调节，从而提高了产品质量，保证了产品纯度。

4二次改进

（1）流程中3#截止阀的作用是进行压差2.2 ~4.1MPa，流量900~1000m3 /h（标态）的空气调节，一方面由于开度小，不好控制，另一方面高速气流对密封面进行长期冲刷会造成关闭不严的后果，所以在3#阀前加装了一个Y43H64减压阀。

（2）有时工艺空气压缩机空气需要在空分站放空阀排放。但在本次设计中，空分站的排放阀是装在流量表后面，当排放量大于1200m3 /h（标态）时，会把流量表打翻#.所以，建议设1台换热器E131，用冷却水来降低排放温度；（2）新设2台电导分析仪，及时分析废水中的NH3含量，如果超标及时停止回收；（3）T09709测量点热电偶移至E131后，以便控制出液温度。

（4）操作方面保证F09702，F09704加蒸汽量充足，解吸加减负荷幅度不要过大，L09701液位不能过高而漫液，冲洗蒸发时尽量避免T102内NH3，尿素含量过高等。

通过多次设备改造和操作上的改进，1999年9月大修后，装置运行情况良好，排放废水中NH3，尿素含量均在5&10-6以下，排放温度控制在32~38之间，废水已全部回收。

5小结

工艺冷凝液处理系统自投产以来，在工程技术人员和操作人员的共同努力下，经过多年的摸索，改造，*终实现了排放废水的全部回收，从而减轻了环境污染，缓解了供水紧张，降低了生产成本，为公司创造了良好的经济效益和社会效益。