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發布時間:2017.09.27
有關英格索蘭空壓機的改造問題?
一、空壓機的升壓改造
1.空壓機升壓改造的工藝基礎在石油氣組成一定的條件下,影響輕烴收率的只有冷凝終了溫度和壓力。由冷凝壓力,溫度與收率關聯圖可知,在冷凝終了溫度一定的條件下,冷凝壓力越高,則收率越高。
勝利油田河口壓氣站7.5×104 Nm 3 /d輕烴回收裝置中,除干燥器的設計壓力為1.0MPa外,其它工藝設備(塔,分離器,換熱器等)的最低設計壓力均高于1.8MPa,這就為升壓改造提供了設備流程基礎。原空壓機電機額定工作電流為353A,升壓改造前正常工作電流僅為280A,電機功率尚有較大富裕,為提高工作壓力(空壓機排氣壓力)提供了動力保證。這樣就可減少設備改造的投資,提高效益。
2.空壓機改造關鍵參數的確定
1.1各級壓力由烴類的冷凝壓力,溫度與收率的關聯圖<3>,結合本裝置的現狀,初步設定工作壓力(空壓機排氣壓力)為1.6MPa(表壓)。在一級入口壓力0.05MPa(表)不變的情況下,考慮到級間設置干燥器,預留0.05MPa壓降,按壓比384L-28/0.5-8型石油氣空壓機的升壓改造基本平衡原則,分配一級壓縮比為3.47,二級壓縮比為3.62,則一級排氣壓力為0.42MPa(表),二級進氣壓力為0.37MPa(表)。
1.2空壓機的排氣量
當空壓機兩級的排氣壓力和壓縮比增大后,原氣缸的容積系數v=1-(1 /m -1)將在相對余隙和多變指數m恒定時,隨壓縮比增大而減小。同時壓力系數P,溫度系數T,泄漏系數1均有少量變化,空壓機升壓后排氣量將減少??紤]到排氣壓力提高將會使活塞力有較大提高,空壓機功率也要增加,為保證電機功率不超載和空壓機機身仍能用,通過減小缸徑的方法將空壓機排氣量減小到20Nm 3 /min,以達到盡量利用原結構進行技術改造,同時又能滿足輕烴裝置壓縮氣量的要求。
1.3空壓機熱力及動力計算
在一,二級排氣壓力和排氣量的條件下,升壓改造后的空壓機經熱力計算可得:一級排氣溫度Td1=72.2℃,二級排氣溫度Td2=108.6℃上述溫度均符合石油氣空壓機排氣溫度≯140℃的設計要求。
確定各級氣缸直徑一級缸徑D1=360mm,二級缸徑D2= 200mm,兩級活塞的活塞桿直徑d1=d2= 45mm.原電機功率為160kW,升壓改造后電機功率儲備率為22.4%,符合功率儲備率在5%~15%的要求,因此原電機可用。
1.4空壓機動力及結構計算
升壓后的空壓機最大活塞力為43080N,而升壓前最大活塞力為38270N,增加了12.5%.由于各級缸徑均變小,活塞尺寸減小,各級慣性力和慣性力矩均發生變化。通過對升壓后空壓機的動力計算以及曲軸,連桿,活塞和機身的設計計算,確定原空壓機只需要更換一,二級氣缸組件,其余部件均可利用,這樣技術改造的成本大大降低。在技術改造中,將傳統的鋼質環狀閥片鑄鐵氣閥改為SFⅢ型塑料網狀閥片鋼氣閥,提高了氣閥壽命,減少了維修工作量。
二、空壓機的升壓改造效果
空壓機改造后的技術參數如表2所示。
改造后經三個月的穩定運行,空壓機各級壓力,溫度都達到了升壓設計要求,電機最高工作電流320A,最高功率124kW,接近并小于設計的軸功率,這表明空壓機改造是成功的。
空壓機經升壓改造后,其二級排氣壓力提高了一倍,從而使輕烴裝置的C+3收率由原來的75%提高到了95%,產量增加了5噸/天。按市場平均價2000元/噸輕烴,扣除新增能耗及成本,年增效益260萬元,改造所需費用(35萬元,含氣缸組件更換,流程更改和工藝設備檢驗等)僅45天便全部收回,取得了很好的經濟效益。
總之,4L-28/0.5-8型石油氣空壓機可升壓改造成4L-20/0.5-16型石油氣空壓機,這為輕烴行業的低壓空壓機改造,提高產品收率,降低噸烴成本,提供了可參考的經驗。