季 波，魏強虎

（萬華化學(xué)（寧波）有限公司，浙江 寧波 315709）

萬華化學(xué)（寧波）有限公司氫氣壓縮機主要是將燒堿車間電解裝置離子膜電解槽產(chǎn)出的氫氣，加壓輸送到硝苯裝置。隨著硝苯裝置的產(chǎn)能擴大，氫氣的需求量不斷提高，原有氫氣壓縮機的輸送能力無法滿足用戶的需求。結(jié)合當(dāng)前氫氣壓縮機的實際情況，進行氫氣壓縮機擴缸改造，進一步提高氫氣壓縮機輸送氫氣能力。單臺氫氣壓縮機設(shè)計排氣量8000 Nm3/h，實際運行排氣量為8500 Nm3/h，兩臺合計17000 Nm3/h，結(jié)合現(xiàn)有機組實際運行情況，通過計算和各方面技術(shù)討論，擴大氫氣壓縮機氣缸是提高壓縮機能力最直接、最有效的措施。通過改造，不僅可以避免機組長期高負荷運行、降低機組故障，同時可以避免因氫氣無法壓縮而放空，進一步達到節(jié)能降耗、保護環(huán)境的目的。

1 往復(fù)式壓縮機主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)簡述

該公司現(xiàn)有3臺4M20-99.4/0.7-30型往復(fù)式氫氣壓縮機，為四列四級、對稱平衡式壓縮機，氣缸采用無油潤滑、水冷雙作用的方式，在現(xiàn)場安裝布置時進行雙層布置。

1.1 主要技術(shù)參數(shù)

壓縮機改造前參數(shù)見表1，氣體成分見表2。

表1 壓縮機改造前參數(shù)

表2 氣體成分表

2 氫氣壓縮機改造前現(xiàn)狀分析

（1）來自燒堿車間離子膜電解槽產(chǎn)出的氫氣，經(jīng)洗滌塔除堿、冷卻后，由氫氣水環(huán)泵增壓輸送到鹽酸合成爐、氫氣鍋爐、氫壓站。大部分氫氣輸送到氫壓站，經(jīng)氫氣壓縮機壓縮增壓后輸送至硝苯裝置；還有一部分氫氣送入該公司鹽酸裝置與氯氣反應(yīng)合成高純鹽酸，剩余氫氣送入氫氣鍋爐加熱純水產(chǎn)生蒸汽。

（2）目前該公司3臺氫氣壓縮機，采用二開一備狀態(tài)，單臺滿負荷運行氣量為8500 Nm3/h，二臺運行氣量合計為17000 Nm3/h，而需要處理的氫氣總量約為20000 Nm3/h。剩余的3000 Nm3/h氫氣由氫氣鍋爐和合成鹽酸使用。后期由于鹽酸合成爐的節(jié)能改造，將氫氣鍋爐取消，由三合一鹽酸副產(chǎn)蒸汽合成爐取代。故而原先由氫氣鍋爐消耗的1000 Nm3/h氫氣無法經(jīng)壓縮機壓縮輸送到總部，只能放空，造成嚴重的浪費。

（3）結(jié)合后續(xù)又增加一臺離子膜電解槽擴大產(chǎn)能的計劃，氫氣產(chǎn)量必定增加，對現(xiàn)有機組來說根本無法處理更多的氫氣量，同時機組長期滿負荷運行對機組的穩(wěn)定運行也是不利的。

（4）目前氫氣壓縮機電機配置額定功率為1400 kW，現(xiàn)在實際使用軸功率為1100 kW，原電機選型偏大、能耗較大，通過分析，原則是在不更換原電機的情況下，發(fā)揮現(xiàn)有電機的最大功率，對氫氣壓縮機擴缸改造提升氫氣的輸送能力，同時也可節(jié)約費用。

3 擴缸改造方案

3.1 改造內(nèi)容

（1）一級氣缸缸徑由? 860 mm變成? 927 mm，二級氣缸缸徑由? 600 mm變成? 622 mm，一級氣缸增加缸套；

（2）一級和二級活塞部件及活塞桿重新設(shè)計制造（活塞桿選用42CrMoA合金鋼，進行表面淬火處理，螺紋采用軋制工藝）；

（3）氣缸支撐重新設(shè)計制造、與進出口緩沖器連接方變圓重新設(shè)計制造；

（4）一級、二級填料箱及氣缸蓋重新設(shè)計制造；

（5）一、二級進排氣閥、閥蓋及閥門壓筒重新設(shè)計制造；

（6）二級安全閥整定值調(diào)整由0.74 MPa調(diào)整為0.81 MPa；三級安全閥整定值調(diào)整由1.573 MPa調(diào)整為1.76 MPa。

（7）循環(huán)水量增加用量：一級原冷卻器為43 m3/h增加至47.1 m3/h，二級原冷卻器為36 m3/h增加至39.5 m3/h，三級原冷卻器為31 m3/h增加至34 m3/h，四級原冷卻器為28 m3/h增加至31 m3/h，氣缸冷卻用水由25 m3/h增加至27.4 m3/h。

3.2 改造后裝配幾何精度

壓縮機主要零部件裝配幾何精度見表3。

表3 壓縮機主要零部件裝配幾何精度

3.3 安全附件調(diào)整

本次改造經(jīng)過嚴密計算，除了安全閥二、三級整定壓力需要微調(diào)，其他所有安全附件都不需要變化，具體調(diào)整壓力見表4。

4 節(jié)能效果

該公司1號氫氣壓縮機擴缸改造后，通過能力測試，從DCS畫面中的在線流量計數(shù)據(jù)和趨勢圖反映，擴缸改造后，單臺氫氣壓縮機的壓縮量由原先的8500 Nm3/h提升到9600 Nm3/h左右、最大可以達到10600 Nm3/h，符合當(dāng)初設(shè)計要求。氫氣壓縮量達到10600 Nm3/h時，電機功率為1305 kW左右、軸功率為1233 kW左右，滿足原電機額定功率1400 kW的使用條件。不僅可以避免因取消氫氣鍋爐而造成的氫氣放空，同時為下一步公司擴大產(chǎn)能提前做好了準備。壓縮機擴缸改造后，節(jié)能效益顯著。

表4 安全閥整定壓力調(diào)整

（1）供萬華氫氣收益約0.44元/Nm3（氫氣銷售價0.7元/Nm3-氫氣成本價0.26元/Nm3）；

（2）供氫氣鍋爐氫氣收益約0.052元/Nm3（制蒸汽收益0.312元/Nm3-氫氣成本價0.26元/Nm3）；

（3）氫氣耗電：27000/220000=0.123 kW·h/Nm3，約0.065 元/Nm3；

（4）2016年氫氣鍋爐燃燒氫氣790萬Nm3，收益790×0.052=41（萬元）；

（5）如果2016年燃燒的氫氣全供給萬華，收益：790×（0.44-0.065）=296（萬元）。

保守估計擴缸后每年獲得收益為200萬元。

5 運行調(diào)試總結(jié)

3臺氫氣壓縮機擴缸改造后，在調(diào)試過程中，不同程度的存在問題：

（1）1號壓縮機出口流量計前后壓差大

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)操作人員對回流管和放空管調(diào)節(jié)方式不一樣，為此及時修改操作法，對操作人員進行相應(yīng)的培訓(xùn)，之后一切正常。

（2）2號氫氣壓縮機氫氣出口流量出現(xiàn)不足

經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)壓縮機四級吸氣閥有滲漏，因閥片在運行中會有自動密封的性質(zhì)，從而后續(xù)無滲漏，流量恢復(fù)正常。

（3）3號壓縮機一級出口緩沖罐壓力迅速上升至0.4 MPa

經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)二級吸氣閥執(zhí)行機構(gòu)電線松動，造成吸氣閥一直處于頂開狀態(tài)，氣體進入二級氣缸后又重新回到一級緩沖罐，使壓力升高，電線緊固后，一級出口緩沖罐壓力回復(fù)正常，并對其他氣閥執(zhí)行機構(gòu)電線松動情況進行了檢查。

6 結(jié)語

3臺機組運行至今，各項工藝指標均達到改造設(shè)計要求，設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，生產(chǎn)安全穩(wěn)定，每臺壓縮氣量最大均能增加到10%左右，電機的實際功率均小于電機額定功率，達到預(yù)期的效果。此次改造不僅為公司帶來一定的經(jīng)濟效益，大大降低了生產(chǎn)成本，對安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障，同時增加萬華化學(xué)（寧波）有限公司氫氣輸送能力，達到了改造目的。

收稿日期：2018-03-11

山西開展危化企業(yè)安全儀表系統(tǒng)專項整治

日前，山西省安監(jiān)局下發(fā)通知，決定在山西全省危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)開展化工安全儀表系統(tǒng)專項整治，確保2018年年底前全面完成安全儀表系統(tǒng)改造工作。

據(jù)了解，專項整治從4月1日開始到12月31日結(jié)束，分安排部署、全面落實和檢查驗收3個階段實施。主要針對兩類危化品生產(chǎn)企業(yè)的在役生產(chǎn)裝置或設(shè)施，一是涉及重點監(jiān)管危險化工工藝，二是涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒化學(xué)品且構(gòu)成二級以上重大危險源。

通過專項整治，要督促企業(yè)認真落實安全生產(chǎn)主體責(zé)任，切實貫徹安全生產(chǎn)法律法規(guī)及標準規(guī)范要求，2018年年底前，全面完成山西省上述兩類?；髽I(yè)的安全儀表系統(tǒng)改造工作，切實提升企業(yè)本質(zhì)安全水平。

山西省安監(jiān)局要求各市局制定工作目標，明確進度要求，對轄區(qū)內(nèi)的危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)展開排查摸底，確定整治對象，指導(dǎo)和督促企業(yè)開展化工安全儀表系統(tǒng)專項整治工作，并將企業(yè)安全儀表系統(tǒng)功能安全評估、安全儀表系統(tǒng)管理制度落實、人員培訓(xùn)開展等情況納入安全監(jiān)督檢查內(nèi)容。

各企業(yè)要按照專項整治的要求深入排查，對未完成安全儀表系統(tǒng)改造的和已完成安全儀表系統(tǒng)改造但經(jīng)評估在役裝置安全儀表系統(tǒng)不滿足功能安全要求的，要制定整改方案，明確整改措施、責(zé)任、資金、時限、預(yù)案，確保按期完成整治工作。

山西省安監(jiān)局將適時對各市專項整治工作安排部署情況和企業(yè)專項整治情況進行督查。