于粉林

（中石化洛陽分公司，河南洛陽471012）

洛陽分公司空分站空壓機更新項目回顧總結(jié)

于粉林

（中石化洛陽分公司，河南洛陽471012）

介紹了空分站空壓機更新背景及更新過程，新舊壓縮機性能對比，說明了更新后進口機組效率高、能耗低、安全可靠的特點，強調(diào)了實時進行技改更新，淘汰落后設(shè)備的必要性。

空壓機；技術(shù)改造；性能對比；節(jié)能降耗

1　引言

洛陽分公司空壓車間空分站共有4臺H240-9.5/0.98型離心式空壓機，是1999年10月空分站為供風供氮配套建設(shè)的空壓機組，單臺設(shè)計入口空氣流量240 m3/min，4級壓縮，末級排氣壓力0.85 MPa。這4臺空壓機自投產(chǎn)運行以來一直故障率較高，先后出現(xiàn)主油泵故障、葉輪裂紋掉塊，大小齒輪嚙合不好，各級振動偏高等問題。雖經(jīng)多次檢修仍是故障不斷，加上運行周期長（連續(xù)運行14a），機組運行效率下降，最大供風量不足200 m3/min，實際運行供風壓力在0.7～0.73 MPa之間，在夏季高溫條件下，因換熱效率低，多臺機組風量約在150 m3/min，且易發(fā)生喘振現(xiàn)象，造成生產(chǎn)波動，能耗大，可靠性差，安全穩(wěn)定運行供風受到一定影響。2014年5月14日開始將C-101/C、D 2臺H240型空壓機更新為阿特拉斯ZH-15000型空壓機，空壓機更新項目編號為13GX17。

2　更新過程回顧

2014年5月14日設(shè)備更新項目開始實施，先后經(jīng)歷原C101/C舊機組設(shè)備管線拆除、混凝土基礎(chǔ)破除、新基礎(chǔ)開挖、支模、澆筑；過濾器平臺預(yù)制安裝，新機組及設(shè)備吊裝就位、找正，配管焊接連線，電氣儀表電纜鋪裝接線。2014年7月21日設(shè)備廠家開始機組調(diào)試：先后進行電機點試，壓縮機空載運行，帶負荷喘振試驗，7月23日15：38分調(diào)試結(jié)束，新的C101/C空壓機開始并網(wǎng)運行，向外供風。緊接著7月31日C101/D舊機組開始拆除，又一次經(jīng)歷土建基礎(chǔ)施工、設(shè)備配管、電儀安裝等過程，9月27日新機組開始調(diào)試，9月29日17：30時，新C101/D空壓機并網(wǎng)運行向外供風。

整個設(shè)備更新過程4個半月，2臺空壓機的更新過程是在邊生產(chǎn)邊施工的條件下進行的，整個施工過程克服了重重困難：如廠房內(nèi)儀表風線在不停機條件下移位；舊混凝土基礎(chǔ)破除時，循環(huán)水線閥門加防護罩；廠房頂部鋼梁及彩鋼瓦拆除；同時還采用了多項施工新技術(shù)，如循環(huán)水母線帶壓打孔；C101/D原電機水線和反吹風線帶壓封堵，C101/D更新時在舊基礎(chǔ)上打孔涂膠植筋等等。

3　ZH-15000　型空壓機組特點

（1）壓縮機主機與驅(qū)動電機、潤滑油箱、一二級冷卻器、油冷卻器、儀電控制柜等部件共同安放在下部鋼結(jié)構(gòu)臺板上，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，便于安裝就位。

（2）壓縮機為三級壓縮，壓縮比大，喘振試驗時出口壓力達到1.0 MPa以上；根據(jù)生產(chǎn)實際供風壓力在0.7～0.85 MPa之間，壓力可調(diào)范圍大；設(shè)備安裝精度高、振動小、機組運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低。

（3）壓縮機下部為一二級冷卻器，冷卻器平行布置，冷卻器殼體前后都有端蓋可打開，內(nèi)芯不銹鋼材質(zhì)，直管型設(shè)計，易清洗。

（4）供油系統(tǒng)設(shè)計精巧，潤滑油箱在主電機下部，充分利用有效空間，主油泵安裝在壓縮機軸端、與附油泵通過軟管連接，油溫通過溫控閥自動調(diào)節(jié)，油冷尺寸小，換熱效率高；機組轉(zhuǎn)子及主、附油泵、溫控閥等關(guān)鍵部件均為進口原廠配件，運行可靠性強，調(diào)節(jié)精準度高。

（5）ZH-15000壓縮機電腦控制器功能強大，自動運行，恒壓調(diào)節(jié)；實時跟蹤防喘振和喘振預(yù)測控制；智能防過載控制。能顯示壓縮機的運行狀態(tài)參數(shù)多達48項，有21個報警控制項目和9個停機控制項目，提供壓縮機參數(shù)設(shè)定、調(diào)整和各種報警、停機聯(lián)鎖功能。

4　運行能效對比

4.1新空壓機運行分析

自C101/C、C101/D新機組投入運行以來，經(jīng)過3個月的運行觀察，2臺新空壓機運行穩(wěn)定，各項參數(shù)穩(wěn)定。具體運行參數(shù)見表1。

根據(jù)表1，對新空壓機運行情況進行分析。

4.1.1油系統(tǒng)

2臺新空壓機潤滑油系統(tǒng)運行穩(wěn)定，齒輪箱油壓均能夠長期穩(wěn)定在2.3bar。C-101/C齒輪箱初始油壓為3.1bar，2014年份9月29日由阿特拉斯技術(shù)人員調(diào)整為2.3bar，油過濾器壓差與首次運行0.3bar無變化，齒輪箱供油溫度穩(wěn)定。

4.1.2電機

2臺新電機運行穩(wěn)定，電機線圈、軸承溫度正常，受電流和環(huán)境溫度變化電機線圈溫度會有8℃的溫度變化。C-101/C電機非驅(qū)動端軸承溫度較驅(qū)動端軸承溫度高5℃，與首次運行時數(shù)據(jù)一致（7月23日C101/C電機軸承驅(qū)動端溫度54℃，電機軸承非驅(qū)動端溫度59℃），沒有上升趨勢。電機電流主要受空壓機負荷影響，隨入口導(dǎo)葉的開關(guān)和環(huán)境溫度的變化而變化，入口導(dǎo)葉30%時（最低負荷）電流約為128A，入口導(dǎo)葉100%時電流約為162A。

4.1.3壓縮機

（1）入口過濾器壓差無明顯升高，新C-101/C、D入口過濾器壓差基本相同，變化主要受入口導(dǎo)葉開度影響，C-101/C在入口導(dǎo)葉100%時入口過濾器壓差為0.03bar，與首次開機時相同，運行3個多月經(jīng)歷過陰雨、大霧等天氣無明顯影響；

（2）新空壓機各級入口和出口溫度均與首次運行時數(shù)據(jù)相同，而且2臺新空壓機的運行參數(shù)基本相同，級間換熱器性能穩(wěn)定；

（3）新C-101/C一級振動較新C-101/D低，2級和3級振動較C-101/D略高。都遠低于報警和聯(lián)鎖值，處于正常運行參數(shù)范圍內(nèi)；

（4）入口和出口流量計未經(jīng)計量管理中心標定，新C-101/C流量計經(jīng)制造商技術(shù)人員調(diào)試，與設(shè)計量基本吻合，而且能夠反映出空壓機負荷變化趨勢；

（5）9月29日新C-101/D并網(wǎng)后，2臺新空壓機并聯(lián)運行，可以看出在出口壓力設(shè)定相同的情況下，新C-101/D入口導(dǎo)葉要比新C-101/C的開度大，即C101/D的控制系統(tǒng)較C101/C略敏感。

4.2新空壓機能耗分析

空壓機能耗主要分為電耗和循環(huán)水耗兩部分，阿特拉斯ZH-15000型空壓機電機額定功率為1850 kW，設(shè)計冷卻水耗量為184.8 t/h。

4.2.1新空壓機電耗分析

空壓機電耗受負荷、環(huán)境溫度和濕度等條件的影響。2014年10月1日至12月30日化纖4#變采集空分站機組的耗電量數(shù)據(jù)見表2。

由表2可知，新C-101/C平均每小時耗電量約為1525 kW，新C-101/D平均每小時耗電量約為1598 kW·h。

4.2.2新空壓機循環(huán)水耗分析

由于空分站空壓機只有一個循環(huán)水消耗總的流量計，每臺機組沒有單獨計量，2014年10月1日至12月30日空分站循環(huán)水總量見表3。

表1　新空壓機運行參數(shù)

表2　空分站機組的耗電量

由表3可知，12月19日10：50停運C-101/B空壓機，空分站循環(huán)水消耗量從12月20日起開始下降明顯。目前空分站循環(huán)水消耗量穩(wěn)定在470 t/h，除去冷凍機（耗水量約40 t/h）、膨脹機（耗水量約5 t/h）、氮壓機（耗水量約60 t/h）等設(shè)備的循環(huán)水消耗量后，每臺新空壓機循環(huán)水消耗量約為180 t/h，與設(shè)計值相同。

表3　空分站機組耗循環(huán)水量

5　結(jié)論

5.1新空壓機具有良好的運行穩(wěn)定性

通過3個月的運行觀察，阿特拉斯ZH15000型空壓機運行參數(shù)穩(wěn)定，特別是振動、油溫、軸瓦溫度等關(guān)鍵參數(shù)都沒有出現(xiàn)波動，證明該型空壓機設(shè)計成熟、加工制作精良，能夠滿足我公司對空壓機連續(xù)、穩(wěn)定、安全的要求。

5.2新空壓機運行維護量小

新空壓機在運行過程中全程不需要人員干預(yù)，能夠根據(jù)供風需求、環(huán)境溫度等因素自動調(diào)節(jié)負荷，同時油溫、油壓自控系統(tǒng)控制精確，操作人員只需定時進行巡回檢查和日常設(shè)備衛(wèi)生清掃，運行維護量小。

5.3新空壓機經(jīng)濟性高

5.3.1新舊空壓機供風電單耗對比

（1）H240型空壓機

以C-101/B從10月1日至11月30日耗電量平均值1638 kW·h為參考，處理量約為11000 m3/h。H240型空壓機的電單耗為0.149 kW·h/m3。

（2）阿特拉斯ZH15000型空壓機

以C-101/D自10月1日至11月30日耗電量平均值1598 kW·h為參考，處理量約為15000 m3/h。ZH15000型空壓機的電單耗為0.1065 kW·h/m3。

通過以上分析對比，新空壓機壓縮每立方米空氣消耗的電量比H240型空壓機低28.5%，2013年空分站供風總計為191989319 m3（MES采集數(shù)據(jù)），則使用新空壓機之后，一年累積將減少耗電816萬kW·h，節(jié)約490萬元（電0.6元/kW·h），一年節(jié)約的電費就足以采購2臺ZH-15000型空壓機。

5.3.2新舊空壓機單機循環(huán)水消耗量對比

H240型空壓機單機循環(huán)水消耗量約為300 t/h， ZH-15000型空壓機單機循環(huán)水消耗量約為180 t/h。2臺ZH-15000型空壓機就可以滿足生產(chǎn)需求，而2臺ZH-15000型空壓機運行一年，總計要比H240型空壓機少用循環(huán)水210萬t，節(jié)約42萬元（循環(huán)水0.2元/t）。

5.3.3新舊空壓機維修費用、潤滑油費用等日常維護費對比

新空壓機投入運行后性能穩(wěn)定，預(yù)計可實現(xiàn)連續(xù)運行3年時間。以2013年為例，空分站H240型空壓機維修費用62萬元，則ZH-15000型空壓機投用后可每年減少維修費用62萬元。H240型空壓機年消耗潤滑油約15桶（2593.59元/桶），ZH-15000型空壓機可實現(xiàn)潤滑油零消耗，節(jié)約潤滑油費用3.9萬元。

6　問題和不足

（1）由于機組運行穩(wěn)定，班組職工實際操作機會有限，需要加強現(xiàn)場培訓(xùn)和模擬操作學(xué)習；

（2）由于流程畫面在線下裝風險高，目前沒有下裝到現(xiàn)有PLC系統(tǒng)中，遠程監(jiān)控只有一些參數(shù)且數(shù)據(jù)不全，需要完善。

7　結(jié)語

通過對更新后的ZH-15000型空壓機運行數(shù)據(jù)分析，將新舊空壓機的耗電量、耗循環(huán)水量、維修費用等進行比較，可以看出，ZH-15000型空壓機運行穩(wěn)定，效率高、能耗低。ZH-15000型空壓機投用后，一年節(jié)約的費用就可以購買2臺這樣同型號的空壓機，不足2年節(jié)約的費用就可以抵建設(shè)2臺同型號的空壓機的全部投資，總購置成本低，節(jié)能降耗作用突出，經(jīng)濟效益顯著，充分說明了實時進行技改更新，淘汰落后設(shè)備的必要性。

Review and Summary of the Air Compressor Update Project for Air Separation Station in Luoyang Branch

YU Fen-lin
（Sinopec Luoyang Branch，Luoyang 471012，China）

The paper briefly introduced the update background and process of air compressor for air separation station.Compared with the original compressor performance，the update imported compressor unit has features of high efficiency，low energy consumption，safe and reliable.It is emphasized the necessity of real-time technological updating and eliminating outdated equipment.

air compressor；technical transformation；performance comparison；energy saving and consumption reduction

TH45

B

1006-2971（2015）05-0047-04

于粉林，工程師，2005年畢業(yè)于北京石油化工學(xué)院自動化專業(yè)，2012年6月獲得天津大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)在職碩士學(xué)位，現(xiàn)在中石化洛陽分公司從事工藝技術(shù)工作。E-mail：zhaosy.lysh@sinpec.com

2015-02-28