某压缩机技改的效果剖析

1.1压缩机。

压缩机型号4M32-200/54，四列对称平衡型，四级压缩，气缸双作用，气缸水平布置通水冷却，活塞推力32，t*高输出压力5.4MPa，打气量200m 3/min，转速375r/min，配套驱动电动机型号TK2600- 16/2150，滑环正压通风同步电机，功率2800kW，转速375r/min，额定电压10kV. 1.2汽轮机（1）2台汽轮机为中参数，单缸，冲动式背压式汽轮机和冷凝式汽轮机，与压缩机及其附属设施组成1个成套供热，供合格参数原料气的设备，以代替电力拖动和提高供热的经济性。汽轮机的设计转速为3000r/min，通过齿轮减速箱（速比8.0299）减速到373.6r/min，拖动4M32-200/54水煤气压缩机。

（2）背压式汽轮机和凝气式汽轮机型号为B3-3.53/0.59和N3-3.53，主要技术参数为：额定功率为3000kW；汽轮机额定转速为3000r/min；压缩机额定转速为375r/min；转向以顺汽流方向看为顺时针；进汽压力为3.33~3.83MPa；进汽温度为420~445；排汽压力为0.49~0.79MPa（背压机）；额定工况下排汽温度为268（背压机）；排汽压力为0.008MPa（冷凝机）；背压机额定进汽量为36.9t/h；冷凝机额定进汽量为13.6t/h；汽轮机正常工况时汽耗保证值为10.8kg/kWh；汽轮机噪音保证值为！85dB；汽轮机轴振动保证值为32m.

2技术方案。

（1）背压式汽轮机。三废炉或热电锅炉来的3.53MPa，435蒸汽，经隔离阀，速关阀，蒸汽调节阀控制进入汽轮机，经过双列调节级和4个压力级膨胀作功后，从汽轮机后汽缸排出经逆止阀和排汽阀后送到0.6MPa蒸汽管网。在排汽阀前装有弹簧安全阀和气动放空阀，当背压过高时，自动打开，将一部分蒸汽排入大气，确保机组安全。

（2）冷凝式汽轮机。三废炉或热电锅炉来的3.53MPa，435蒸汽，经隔离阀，速关阀，蒸汽调节阀控制进入汽轮机，经过双列调节级和9个压力级膨胀作功后，进入冷凝器凝结成水。再由凝结水泵经两级射汽抽气换热后，进入凝结水回收管路去三废炉除氧器，重复使用。

（3）往复式压缩机不同于离心式压缩机，它的运转载荷是不均匀的，而高速旋转的汽轮机要求运行载荷必须均匀。那么，在汽轮机与往复式压缩机之间的连接上，必须考虑能够消除来自往复式压缩机的交变负荷。因此，在两者之间采用了高速联轴器（带离合），减速箱，低速高弹性联轴器，平衡盘（平衡压缩机不均匀载荷）等，这样往复式压缩机的不均匀载荷基本能够消除，可以满足汽轮机运转要求。同时，联轴器能够补偿汽轮机与往复式压缩机之间的轴心热位移（轴胀），还能在机组停运后两者脱离，保证汽轮机单独盘车降温，防止转子热弯曲。

（4）汽轮机设有振动，轴向位移，超速，油温，瓦温，油压，低真空等保护设施，压缩机设有油温，瓦温，油压等保护设施。汽轮机与压缩机之间设置了连锁机构，从而保证了机组的安全运行。

（5）机组采用美国WOODWARD公司的505数字电子调节器，并配有必要的保安装置，以确保机组安全运行。多种监视仪表及保安信号集中在仪表柜上，以方便维护和监视。启动和停机都编制了程序，可在控制系统的前面板上直接操作。因此，机组具有安全可靠，结构紧凑，操作维护简单和自动化程度较高等一系列优点。

3汽轮机拖动的优势与劣势。

3.1优势。

（1）转速高。热功汽轮机具有轴对称的高速旋转，因而运行平稳，磨损微小，连续运行时间长，能满足现生产流程的要求，并且运行噪音低，满足环保及职业安全卫生需要。

（2）节约能源。锅炉来的3.53MPa，435蒸汽如果直接送往其他工段则需要进行减压，降温，这样则造成能量的损失。利用减压，降温的这部分能量做功，也就是采用差温压作功，不仅实现了热功联产及能源的梯级使用，而且整个热力系统更趋合理，有效降低节流损失，提高能源利用率，达到节能的目的。

（3）节电。采用汽轮机做功可有效地减少用电量。热功联产汽轮机还可以和电机混拖，正常运行时带动电机发电。热功联产汽轮机有较高的转速和较大的功率适用范围，转速可高达20000r/min以上，功率可从几千瓦到十万千瓦以上。它能直接驱动生产流程中的泵，风机等机械，并可平稳，灵敏地与这些被驱动机械相互协调地变速运行，以适应生产流程工况条件的变化，这是其他动力机械所不能比拟的。

3.2劣势。

（1）一次性投资大。1台汽轮机的价格至少需要250万元，而1台电机需要80万元左右。

（2）启动时间长。汽轮机的启动时间较长，蒸汽浪费较大，冷态启动需要进行蒸汽预热的时间超过1h，即使是更换压缩机活门的短暂性停车，启动汽轮机也需近0.5h.

（3）对系统要求高。对供热，生产系统要求高，蒸汽的压力要稳定，压力波动范围小，压缩机的故障要少，同时整体生产系统要稳定，以免影响到压缩机，迫使压缩机停车。占地面积比电机拖动要大，汽轮机的转速3000r/min，压缩机375r/min，需要变速箱进行减速，而且需要独立的稀油站。

（4）管道多。由于蒸汽的进出，润滑油的进出及冷却水进出都需要管道的输送，所以现场管道多，维护维修的工作量大。

（5）开停车过程长。开停车过程操作较复杂，需要开关的阀门多。由此可见，只有系统达到长周期稳定运行，才能彰显其经济效益。

4运行效果。

汽轮压缩机组于2008年11月26日原始启动，由于恰逢甲醇价格骤跌，低压甲醇系统被迫于2008年12月9日停车，汽轮机组也于同日停止运行。

2010年2月23日机组再次启动，从启动以来，汽轮机一直运行良好，没有出现故障，压缩机的各级压力较稳定，满足生产工艺要求。

背压式汽轮机实现了蒸汽阶梯级利用，避免了高压蒸汽直接减压减温成低压蒸汽的节流损失。

在满负荷情况下汽轮机的蒸汽消耗量如下：以现场流量计记录为准，进汽35.8~33.8t/h，抽汽32.8~ 31.2t/h，平均消耗蒸汽3t/h.冷凝式汽轮机以现场流量计记录为准，进汽13.8~12.2t/h，平均消耗蒸汽13t/h.经过这段时间的连续运行表明，汽轮机，压缩机机组设备运行状况良好，各项技术经济指标均达到设计要求。

5经济效益。

（1）投资及动力消耗分析。汽轮机投资情况。

（2）背压式汽轮机消耗计算。蒸汽成本按150元/，t生产时间8000h/a计，则蒸汽损耗为150元/t3t/h8000h=3600000元。如果采用采用电动机拖动，电动机功率为2800kW，电费按0.32元/kWh，年电费为28000.328000= 7168000（元）。用背压式汽轮机代替电动机拖动压缩机每年可节约356.8万元。背压式汽轮机相当于1个减温减压装置，它是利用焓降做功，从而节省了减温减压装置所消耗的这部分焓值。经汽轮机减温减压做功后的蒸汽并不影响其他工段对这部分蒸汽的利用，所以计算动力消耗时只考虑蒸汽损耗这部分。

（3）冷凝式汽轮机消耗计算。蒸汽消耗。

150元/t13.0t/h8000h=15600000元。如果采用电动机拖动，年电费为28000.328000h= 7168000（元）。用冷凝式汽轮机代替电动机拖动压缩机每年要多消耗843万元。

6结语。

（1）利用背压式汽轮机代替电动机拖动压缩机经济效益显着，而冷凝式汽轮机代替电动机拖动压缩机并不能够减少运行费用，相反费用增加。因此，采用蒸汽作为动力来源进行汽轮机拖动压缩机的改造时*好选用背压式汽轮机。

（2）汽轮机的启动没有电机方便，冷态启动耗时超过1h，热态启动耗时近0.5h，且开车过程中蒸汽浪费较多，因此，生产运行中要求与汽轮机相关联的设备，供汽，用汽单元的运行都要稳定，如压缩机，三废炉，低压管网等。汽轮机拖动系统只有在长周期稳定运行状态下，才能显现出其经济性，同时也才能获得其综合经济效益的*大值。