Modelling Design and Test of Steam Centrifugal Compressor

This paper discusses the modeling design and accuracy analysis of a single stage steam centrifugal compressor for China′S first seawater desalinization plant, and gives a brief presentation on the closed loop vapour test platform designed and constructed for qualification of the compress or for performance and operational reliability, and results of tests run with the compressor. Both tests and actual operation show the modeling design is successful, and the compressor achieved and exceeded what was expected in performance. The seawater desalinization plant has run with excellent performance and reliability for several years for the national seawater desalinization demonstration program. This proves it is practical and practicable to develop and design China′s steam centrifugal compressors in series from air centrifugal compressors by maintaining equal specific volume ratio at both inlet and outlet of the compressor.

MVR蒸发器及蒸汽压缩机应用比较

MVR蒸发器所选用的蒸汽压缩机有离心蒸汽压缩机、罗茨蒸汽压缩机及单级螺杆蒸汽压缩机,前两种是近十几年来普遍采用的压缩机,最后一种是近几年才开始在MVR蒸发器中应用,其最大的特点是在蒸发器工作过程中温升较高,MVR蒸发器是将二次蒸汽通过蒸汽压缩机全部压缩作为加热热源,去蒸发器壳程加热蒸发料液,MVR蒸发器要连续进料连续出料,必须将物料加热至沸点或沸点以上的温度。实际应用中,由于物料进入蒸发器前预热温度较低,有的没有达到沸点或沸点以上的温度,导致不能及时启动压缩机,甚至由于二次蒸汽量不足,压缩机工作过程中出现喘振的事例比较多见;有些蒸发器比较小,使用单位又没有蒸汽热源,大多都是制造厂家提供蒸汽发生器,有的蒸汽发生器产气量过小,致使预热温度迟迟达不到要求温度,也就不能按时启动蒸汽压缩机,这样的事例也比较多见。料液进入蒸发器前的预热效果直接关系到MVR蒸发器能否正常工作,即便预热效果良好,在生产过程中由于沸点升高、热损耗及压缩机本身的需要,也必须补充一定量的额外蒸汽,否则蒸发很难正常进行。要达到理想的蒸发状态,在诸多影响因素中,蒸汽压缩机喷淋水有多少气化参与了加热,也很重要。本文就MVR蒸发器及三种压缩的应用进行阐述,为同类应用提供参考。

蒸汽压缩机在硝酸锂蒸发浓缩过程中的节能减排应用研究

在硝酸法制备磷酸铁锂过程中,采用硝酸溶解的氢氧化锂/碳酸锂得到的硝酸锂溶液,达不到制备磷酸铁锂质量分数的要求,故需要一个蒸发浓缩工序。本文测试了硝酸锂溶液的沸点升数据。根据此沸点升数据,设计了单级压缩机的预浓缩MVR蒸发器和双压缩机串联的成品MVR蒸发浓缩工艺,并做了详尽的运行成本分析。对于高浓度高沸点的硝酸锂溶液,本文采用双压缩机串联的蒸发工艺,很好地替代了传统双效蒸发浓缩工艺。双压缩机串联压缩可以使二次蒸汽的温度提升>34℃,从而克服硝酸锂溶液的沸点升,实现蒸发1t水的电耗≈110 kWh,且无需蒸汽补充。相对于传统的MVR蒸发预浓缩+双效蒸发浓缩成品工艺,双效蒸发浓缩成品工艺蒸发1t水需要0.6 t蒸汽。通过对比,该工艺实现了生产成本下降22%,取得了很好的经济效果。证实了蒸汽压缩机在高沸点物料中具有较好的节能减排效果,尤其是创新性的双压缩机串联的稳定运行给工业界提供了更多的选择。

基于掺氢燃气轮机的综合能源系统热经济学性能研究

为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行,构建了一种新型综合能源系统架构,采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热,电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气,进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧,同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转化成稳定的电能输出。计算结果表明,系统在设计工况下的能量效率、(火用)效率和平准化单位能量成本分别为85.66%、41.37%和294.70元/(MW·h)。敏感性分析表明,燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环低压锅炉压力和抽汽系数、压缩空气储能技术释能功率对系统热力学性能影响显著,而燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环抽汽系数对系统经济学性能影响显著。多目标优化结果表明,系统的最优(火用)效率和平准化单位能量成本分别为42.31%和284.33元/(MW·h)。

芳烃装置低温热利用技术方案选择与实践

低温热利用是炼化企业的重要节能措施。分析了某芳烃装置低温热的节能潜力,根据低温余热“温度对口、梯级利用”的原则,对低温热发电方案和低温热产蒸汽方案进行了比较。选择了低温热产蒸汽方案,同时利用螺杆压缩机对蒸汽进行压缩升压,进行装置低温热的回收。选取重芳烃塔、甲苯塔和抽出液塔的塔顶低温热源进行低温热回收改造工作,将大型螺杆压缩机应用于蒸汽压缩工况,这是在石化行业内的首次应用。项目实施后,节省1.0 MPa蒸汽103.5 t/h,装置总能耗降低4474.4 kgoe/h,每年节能37585 toe,蒸汽运行成本降低6577万元/a,芳烃综合能耗降低37.53 kgoe/t(以对二甲苯计),节能效果非常显著。

工业蒸汽透平与离心压缩机轴系装配研究

工业蒸汽透平驱动离心压缩机的机组在石油、石化行业有广泛应用,其是否可以持久、稳定地运转直接决定该石油石化装置的效益产出情况,机组的轴系找正精度又是其能否长期稳定运行的关键因素,若安装过程中存在较大误差,会造成安装工作返工,机组振动异常,推力轴承温度过高,支撑轴承温度过高等问题,直接影响机组运行。该文主要剖析该装置的轴系布置原理及安装找正方法,轴向找正利用两表法消除蒸汽透平与离心压缩机转子的轴向窜动,利用两轴同盘的方法消除打表盘端面跳动误差,径向利用单表法和两轴同盘消除打表盘外圆的跳动误差,以提升轴系装配精度。

天津石化1200 kt/a乙烯装置裂解气压缩机设备设施及技术分析

近年来,随着乙烯装置规模不断扩大,裂解气压缩机组也向大型化发展。同时,对压缩机组的设计、性能等方面要求更高。基于某200 kt/a乙烯装置裂解气压缩机组在运行中出现的问题,介绍了天津石化1200 kt/a乙烯装置裂解气压缩机及驱动汽轮机的设备设施和相关技术,其中多项技术的创新应用,解决了乙烯装置中部分关键问题,为后续更大规模乙烯装置的设计及建设提供有力的保障。

离心式压缩机组的布置研究

压缩机是工艺生产装置的心脏,特别是离心式压缩机,在化工物料的输送中占据核心位置,而大型离心式压缩机组由于其机型较大,辅机较多,对装置的整体布局影响较大。主通过结合使用工况,综合论述离心压缩机组的布置及配管,在满足工艺要求的前提下,经济合理的布置好离心压缩机组。

甲醇合成压缩机高压蒸汽管道研究

甲醇合成单元离心式压缩机是整个生产流程中的核心设备,其运行的稳定性对整个装置的产能和效率至关重要。压缩机的蒸汽管道设计是影响其稳定运行的关键因素之一。在运行过程中,高压蒸汽的作用是驱动汽轮机运转,进而带动离心式压缩机工作。因此,高压蒸汽管道的设计必须科学合理,以确保压缩机的平稳运行。重点讨论了高压蒸汽管道的设计、无应力配管和吹扫等方面的内容,通过优化这些设计要素,确保汽轮机的安全运行,从而实现装置的稳定运转。

蒸汽动力空压机代替电驱动空压机的可行性分析

针对空压站耗电量大的问题,探讨了将空压站系统中电动离心式空压机替换为蒸汽动力式空压机,由厂区蒸汽驱动的吸收式制冷机向压缩热再生吸附式干燥机的冷却器提供制冷量的可行性。该方案可有效利用厂区余热产生的蒸汽,降低电力消耗和运营成本。但是蒸汽计算成本对系统收益影响较大,对于需要大量压缩空气且有较多余热可利用产生蒸汽的工业生产场所,蒸汽动力空压机代替电驱动空压机是一种可行的选择。

燃煤电厂压缩空气集中供应技术路线对比分析

针对燃煤电厂开展压缩空气集中供应的综合能源项目,分析了商业市场,空压机本体及驱动的技术路线,指导电厂根据市场需要优化开展空压机及驱动方式选型设计和安装实施。结果表明空压机设备选型时需要充分考虑压缩空气的可靠性、稳定性要求,以满足客户需求。空压机型式与容量的确定应遵循经济性、安全性等原则。项目设计应考虑排气压力、排气量、压缩比,以及用气高峰、平均用量、低谷用量、压缩空气品质要求等因素。

凝析油加氢装置离心压缩机组运行故障分析及解决措施

EB45-8离心压缩机组是为500 a/t凝析油加氢装置配置的汽拖压缩机组,它由EB45-8离心压缩机、汽轮机组成,机组的布置形式为:EB45-8压缩机+汽轮机。该机组在空载联合试车时汽轮机排缸温度过高及在运行中存在汽轮机非驱动端径向轴瓦温度无规律温升波动,润滑油站底部含水等问题。通过对上述3个问题的分析,提出了相应的解决措施,通过增加喷淋管路,调整汽轮机非驱动端轴瓦间隙及增加刮油槽措施,在汽轮机轴承箱增加气封冲氮装置措施彻底解决了机组的问题,提高了离心压缩机组的可靠性,确保设备的长周期运行。

CO_(2)压缩机控制系统节能优化对策

河南心连心公司7台离心式压缩机机组在运行过程中长期存在防喘阀无法全部关闭的现象,导致蒸汽通过回流或放空方式做无用功,为此选取公司江西基地CO_(2)离心压缩机机组进行优化。介绍了防喘振控制系统的优化思路、原理及过程。改造后,在条件允许的情况下,防喘阀在防喘振控制系统的作用下,可关至控制的最小开度,即运行点至防喘振调节线位置骑线运行;蒸汽使用量在额定工况下比原同等工况下降低2 t/h,每年可节约费用320万元左右。

氯碱生产中的节能降耗措施

介绍了某公司对10万t/a烧碱和12万t/a聚氯乙烯生产装置进行的节能降耗改造及达到的效果。

高温热泵及热泵蒸汽机的研究进展

本文从新型工质的研发和系统效率的提高两方面综述了高温蒸汽压缩式热泵的研究现状,对于高温吸收式热泵,则从新型循环设计、系统控制与仿真、参数优化、提高换热效率等方面做了综述。文章最后介绍了国内外最新研制的两种热泵蒸汽机的运行原理和结构特点,并根据热泵蒸汽机组的运行要求,提出了今后的研究方向和要解决的主要技术问题。

裂解气压缩机喘振及能耗增加的分析处理

重点讲述了如何利用原理分析和解决裂解气压缩机的喘振问题,如何从设计原理出发解决裂解气压缩机能耗偏高的问题,打破依靠经验处理压缩机组生产中的故障。

大化肥合成气压缩机汽轮机控制系统改造及运行

合成气压缩机汽轮机原控制逻辑是V1阀控制汽轮机转速,V2阀控制汽轮机抽汽量。因汽轮机不参与高压蒸汽压力控制,造成大量高压蒸汽未进入汽轮机做功,而直接通过减温减压阀进入中压蒸汽管网,造成能源浪费,同时高压蒸汽不稳定导致汽轮机转速波动较大。基于对汽轮机控制逻辑及汽轮机启动步骤的分析,对控制程序进行了两次优化改造。在正常运行过程时,将IP-SP替代SP-EP控制模式,这种模式可实现无干扰切换,从而实现了V1阀控制高压蒸汽压力,V2阀控制汽轮机转速。控制程序优化改造后,实现了减温减压阀完全关闭,同时汽轮机运行更加平稳,降低了操作人员的劳动强度。

旋转机械故障神经网络诊断征兆表的建立

旋转机械是国民经济建设中不可缺少的关键设备,对其故障诊断方法的研究具有重要意义。当前旋转机械故障诊断的关键就是寻找使诊断结果准确的方法,进行设备故障诊断的前提是对旋转机械故障机理有比较明确的认识。简述了旋转机械故障诊断的特征提取的重要性,说明了应用神经网络进行诊断时建立故障征兆表的意义;分析了松动故障和摩擦故障的机理,提出了与松动故障有关的“共生故障”的概念;在此基础上建立了适合于透平压缩机组和汽轮机等旋转机械故障诊断的征兆表。用此表结合神经网络和演化算法进行诊断,开发了一个通用型智能旋转机械故障诊断系统。

年产百万吨乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的研制

针对年产百万吨乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的国产化问题,依托天津石化实例应用汽轮机的研制开发项目,介绍了年产百万吨乙烯装置用汽轮压缩机组国产化研制论证立项的背景和过程,结合国内首台套该用途汽轮机研制方案的确定和实施,详述了该用途汽轮机的主要技术参数、结构配置、技术特点、需遵循和执行的国际标准,以及研制过程中需要解决的关键问题、方案难点和采取的对策措施,最后简述了该汽轮机国产化研制中获得的3个创新专利成果。研究结果表明,本研究实现了该用途汽轮机的完全国产化。

湿蒸汽两相压缩过程工作特性理论研究

为了抑制高温进汽水蒸气压缩过程的温度升高,可以采用湿压缩方式,利用水滴升温显热和汽化潜热来降低压缩终了的排汽温度,改善压缩机工作性能。本文通过对两相湿压缩过程的分析,建立水蒸气基元容积两相湿压缩过程数学模型。根据所建立的模型,采用数值模拟的方法对螺杆压缩机压缩水蒸气过程进行了计算,并分析了湿蒸汽进汽干度及水滴微粒直径对排汽温度和压缩功率的影响。