大型焦炉气压缩机的选型与对比分析
国内常见大容积焦炉的比较与选型建议

国内常见大容积焦炉的比较与选型建议贾建成刘少阳(邯钢集团邯宝公司焦化厂)1.前言随着炼焦工业的发展,焦炉日趋大型化和现代化,焦炉炭化室的高度从4m左右增加到6m、7m 、7.63m,甚至达到8m或8.65m,长度从13m增加到17m, 18m, 个别达到20.8m,容积从25m3左右增加到40 m3, 50m3,80m3,,最大可达100m3,以上;建设大容积焦炉,也就是建设大型焦炉,可降低基建投资和操作费用,增加焦炭产量,提高生产效率,同时,随着煤炭资源日趋紧张,炼焦煤价格的大幅上扬,高炉的大型化与富氧喷吹技术的发展对焦炭的机械性能和高温反应性和反应后强度提出了更高要求,也促使焦炉向大型化和自动化方向发展,结合目前国内占主导的炭化室高6m焦炉,新近建设的7m焦炉和我国马钢、太钢、武钢和兖州矿业从德国引进的7.63m焦炉,本文从焦炉炉体结构、机械配置,车辆自动化水平和环境保护和投资等方面对不同炉型焦炉的优缺点作一对比,提出一条较为可行的焦炉选型方法和原则。
2.6m焦炉,7m焦炉和7.63m焦炉的炉体结构特点常见6m焦炉为双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、高炉煤气侧入的复热(或)单热下调式大容积焦炉,7m焦炉炉体采用高低灯头、蓄热室长向分格和空气下调技术, 7.63m焦炉与6m相比炉体采用分段加热、蓄热室长向分格和空气下调技术,具有结构先进、严密,功能性强,加热均匀等特点。
6m,7m和7.63m 焦炉的炉体结构和工艺参数比较见下表1。
表1 6m、7m和7.63m焦炉的炉体结构和工艺参数表(以220吨/年为基准)3.6m焦炉,7m焦炉和7.63m焦炉的焦炉机械配置与自动化水平比较随着国内机加工设备的改进和数控加工技术的推广与电子计算机技术的发展,以及新材料和新技术的应用,大容积焦炉机械在总结国内外焦炉机械操作经验的基础上,吸取目前成熟、可靠、先进、实用的焦炉机械的长处,主要从提高焦炉机械效率,降低劳动强度和改善操作环境出发,并以安全、可靠、实用进行和配置的,国内常见6m焦炉,7m焦炉和7.63m焦炉的焦炉机械配置与机车自动化配置水平列表比较见表2。
各种压缩机工作原理与优缺点分析报告

各种压缩机工作原理与优缺点分析报告压缩机是一种将气体或蒸汽压缩并输送的设备,广泛应用于各个行业。
对于不同的压缩机类型,其工作原理、优缺点各有不同。
以下是对几种常见压缩机的工作原理与优缺点的分析报告。
1.活塞式压缩机活塞式压缩机通过活塞在气缸内的上下运动实现气体的压缩。
活塞向下运动时,气缸内的气体被抽入,然后活塞向上运动,压缩气体并将其送入出口。
优点:a)结构简单,可靠性高,维修成本相对较低。
b)适用于大压缩比的工况。
缺点:a)振动和噪音较大。
b)需要较长的起动时间。
2.轴流式压缩机轴流式压缩机通过叶轮叶片的高速旋转将气体压缩。
气体沿轴向的流动进入叶轮,并随着叶轮叶片的旋转被压缩,并排出。
优点:a)结构简单,体积小,重量轻。
b)启动时间短,能够快速达到额定工况。
缺点:a)压缩比相对较小。
b)效率相对较低。
3.螺杆式压缩机螺杆式压缩机通过两个互相啮合的螺杆将气体压缩。
气体在螺杆的槽道中进行旋转和挤压,从而被压缩并从出口排出。
优点:a)压缩比相对较大,能够满足大部分工业应用需求。
b)振动和噪音较小。
缺点:a)需要精确的制造工艺,造价相对较高。
b)对于气体的纯度和湿度有一定要求。
4.螺杆式滑动式压缩机螺杆式滑动式压缩机是在螺杆式压缩机的基础上发展而来的一种新型压缩机。
与传统的螺杆式压缩机相比,螺杆式滑动式压缩机采用一种特殊的液体膜来代替传统的机械膜进行密封。
优点:a)可以避免干涉和氧化等问题,提高了压缩机的可靠性和稳定性。
b)由于无机械接触,减少了能量损耗。
缺点:a)制造成本较高。
b)对于液体膜的材料要求较高。
综上所述,不同类型的压缩机具有不同的工作原理和优缺点。
选择合适的压缩机需要根据具体的应用需求、压缩比要求、噪音要求等因素进行综合考虑。
(完整word版)空气压缩机的选择原则及其选型步骤

空气压缩机的选择原则及其选型步骤压缩机是一种工业生产中的通用型机械设备,广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、建筑、轻工、制药、民用和国防各部门,在国民经济中占有重要的地位。
因此,合理选择适合工艺生产配置需求的机型至关重要,可以大力降低压缩机的购置成本,对节约能耗、提高产量、减轻企业负担、增加企业收入巨头十分重大的意义。
空气压缩机介绍空气压缩机(英文为aircompressor)简称空压机,是以环境空气为原料,将原动机(通常是电动机)的机械能转换为气体压力能的机器,以满足生产工艺所需要的压力。
压缩机的分类很多,按照工作原理可分为容积式压缩机和速度式压缩机。
速度型主要有离心式和轴流式两种基本型式。
速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度,使气体分子具有的动能转化为气体的压力能,从而提高压缩空气的压力。
空气压缩机的选择原则所谓合理选压缩机,就是要综合考虑压缩机组和压缩机站的投资与运行费用等综合性的技术经济指标,使之符合经济、安全、适用的原则。
具体来说,有以下几个方面:1、必须满足生产工艺所需要的流量和压力的要求,即要求压缩机的运行工况点(装置特性曲线与压缩机的性能曲线的交点)经常保持在高效区间运行,这样既省动力又不易损坏机件。
2、所选择的压缩机既要体积小、重量轻、造价便宜,又要具有良好的特性和较高的效率。
3、具有良好的抗喘振性能,运行平稳、寿命长。
4、结构简单,操作方便,配件易于购置。
5、所选择压缩机站,工程投资少,运行费用低。
空气压缩机的选择主要依据为启动系统的工作压力和流量。
气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右,因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。
如果系统中某些地方的工作压力要求较低,可以采用减压阀来供气。
空气压缩机的额定排气压力分为低压(0.7~1.0Mpa)、中压(1.0~10MPa)、高压(10~100Mpa)和超高压(100Mpa以上),可根据实际需求来选择。
压缩机的选型

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在北方冬季还容易冻坏气缸;在正常的运转中会
浪费大量的水,根据实际情况水利资源丰富,便 于调节(不同的季节对风冷影响大)。
4、高原选型注意事项
随着海拔高度的增加,进气压力随之降低, 容积流量会相应降低,功耗随之增加,容积效率 随之降低。为了保证与海平面处相同的使用性 能,要求压缩机根据不同的海拔高度选用较大的
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就必须选择风冷式。 在风冷、水冷两种冷却方式上,用户常有错
误的认识,认为水冷好,其实不然。国内外小型
压缩机中风冷式大约占到 90%以上,这是因为在 设计上风冷简便,投资少使用时无需水源,但有
多余功耗,大功率机组需要有进出热风通道,冷
却效果受环境影响较大,维护周期短,收环境影 响。 而水冷式压缩机的致命缺点有四:必须有完 备的上下水系统,投资大;水冷式冷却器寿命短;
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3、冷却方式的确定
首先要考虑用气场合和条件。如用气场地狭 小(船用、车用),应选立式;如用气场合有长距
离的变化(超过 800 米),则应考虑移动式;如果
使用场合不能供电,则应选择柴油机驱动式或野 外作业;如果使用场合没有自来水(是否方便),
容积流量。
随着海拔高度的增加,实际消耗功率随之增 高,电机也需要特殊电机来满足高海拔的符合。 高原修正系数表
海
拔
高
度
(
m
)
0305610914121915241829213424382743
修
正
系
数
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压缩机的选型方法

压缩机的选型方法①确定热泵的工质,冷凝温度,蒸发温度,容积制热量,制热量,压缩机功率。
表2-30 典型制热温度时的可选工质(部分)表2-31 典型工质的饱和气线特性GB/T 23137-2008 家用和类似用途热泵热水器表1 空气源热泵热水器的试验工况表2-1纯工质的热物性常数(部分)综合考虑制热温度与环境友好的因素,选择R134a为工质。
②先考虑有无该工质的专用压缩机,如R22,R134a,R717,R744等均有专用压缩机系列。
表2-43 典型工质及压缩机的可选润滑油R134a作为使用最广泛的中低温环保制冷剂,由于R134a良好的综合性能,使其成为一种非常有效和安全的R12的替代品,主要应用于在使用R12制冷剂的多数领域,包括:冰箱,冷柜,饮水机,汽车空调,中央空调,除湿机,冷库,商业制冷,冰水机,冰淇淋机,冷冻冷凝机组等制冷设备中,同时还可应用于气雾推进剂,医用气雾剂,杀虫药抛射剂,聚合物(塑料)物理发泡剂,以及镁合金保护气体等.R134a是目前国际公认的R12最佳的环保替代品.R134a不含氯原子,对臭氧层不起破坏作用,具有良好的安全性能(不易燃,不爆炸,无毒,无刺激性,无腐蚀性):其制冷量与效率与R12非常接近,所以视为优秀的长期替代制冷剂.R134a可广泛用做汽车空调,冰箱,中央空调,商业制冷等行业的制冷剂,并可用于医药,农药,化妆品,清洗行业.因离心式压缩机与螺杆式压缩机用于150kw以上的制冷量,不适合家用热泵热水器用。
又R134a与R12性质相近。
为此,选择滚动转子式压缩机进行实验。
③如有专用压缩机,根据热泵的制热量、功率范围及当地能源情况,确定压缩机的形式。
如制热量较大时可考虑采用离心式压缩机,制热量中等时可采用时考虑螺杆式压缩机,制热量不大时可考虑活塞式、旋转式、涡旋式压缩机。
如用电方便时,宜首选封闭式压缩机;用电较紧张时,可考虑采用内燃机或燃气轮机驱动的开启式压缩机。
④压缩机形式确定后,选择生产该形式压缩机的制造商,查询压缩机的样本资料,根据制热量确定压缩机型号。
各种压缩机性能比较与分析

各种压缩机性能比较与分析摘要:冷压缩机其在整个制冷系统中的作用是为了能持续不断的制冷,需要压缩机将已气化的低压蒸汽从蒸发器中吸出并对其做功。
压缩成为高压的过热的蒸汽再排到冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成为液体)。
在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热气体冷凝成为液体带走热量,制冷剂液体又从冷凝器液体排出。
如此周而复始实现连续制冷关键词:优点.缺点.压缩机前言在人们日常活动中,使用各式各样的机器进行能量传递或转换,以满足起不同的需要。
在制冷与空调技术中,需要热量从低于环境介质温度的物体中转移到环境介质高的物体中去。
具有这样功能的机器称为制冷机在制冷机中起到心脏作用的称为制冷压缩机(简称压缩机)其在整个制冷系统中的作用是为了能持续不断的制冷,需要压缩机将已气化的低压蒸汽从蒸发器中吸出并对其做功。
压缩成为高压的过热的蒸汽再排到冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸气容易在常温下放出热量而冷凝成为液体)。
在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热气体冷凝成为液体带走热量,制冷剂液体又从冷凝器液体排出。
如此周而复始实现连续制冷压缩机根据其工作原哩可分为容积型和速度型两大类。
按蒸发温度范围分为高温制冷压缩机-10~0℃,中温制冷压缩机-15~0℃,低温制冷压缩机-40~15℃。
而按密封结构形式分我们又可以分为开启式压缩机,半封闭式压缩机,全封闭式压缩机。
而我们今天所谈的是由压缩机的机构分的活塞式压缩机,螺杆式压缩机,离心式压缩机,滚动转子式压缩机,涡旋式压缩机滑片式压缩机,旋叶式压缩机,螺旋叶式压缩机,等等。
而我们今天主要讨论的是目前我国市面上最多见的也是各个生产商生产最多的几大最有特点的机型活塞式压缩机,螺杆式压缩机,离心式压缩机。
一,活塞式制冷压缩机的性能(一)活塞式压缩机的工作原理当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。
空气压缩机选择及节能方法

空气压缩机选择及节能方法一、空气压缩机的选择1.根据用气量进行选择:在购买空气压缩机之前,需要先确定所需的用气量。
一般来说,用气量越大,所需的压缩机的功率也越大。
选择过小的压缩机无法满足工作需求,而选择过大的压缩机会造成能源浪费。
因此,在选择空气压缩机时需要根据用气量来确定所需的功率。
2.根据工作压力进行选择:不同的工作需求可能对工作压力有不同的要求。
一般来说,较高的工作压力会需要更多的功率来达到。
因此,在选择空气压缩机时需要明确工作压力需求,并选择适合的压缩机型号。
3.根据压缩机类型进行选择:常见的空气压缩机类型包括活塞式压缩机、螺杆式压缩机和涡轮压缩机等。
不同的类型有不同的工作原理和特点,适用于不同的工况。
在选择空气压缩机时需要根据具体工况选择合适的类型。
4.考虑压缩机的质量和耐久性:空气压缩机是一种昂贵的设备,长期使用需要具备较高的质量和耐久性。
在选择压缩机时需要考虑品牌和制造商,并了解其质量和可靠性等方面的信息。
二、空气压缩机的节能方法1.定期进行检修和维护:定期对空气压缩机进行检修和维护可以确保其正常运行,并避免能源浪费。
例如,定期清洗过滤器、更换密封件和润滑油等,可以减少能源损耗和机械故障。
2.合理设置系统压力:将系统压力调整到最低允许值,可以降低能源消耗。
过高的系统压力会增加能源消耗,并增加泄漏的风险。
因此,合理设置系统压力可以减少能源浪费。
3.控制空气流量:通过控制空气流量来实现节能。
使用节能装置如风机调速器、电子节流阀和气体储罐等,可以根据实际需要来控制空气输出,避免能源的浪费。
4.改善管道布局和维护:管道的布局和维护对能源消耗有重要影响。
优化管道布局,减少管道长度和弯曲度,可以减少压力损失和能源浪费。
同时,定期检查和维护管道,及时排除漏气和损坏等问题,也可以提高系统的效率。
5.定期清洗冷却器和加热器:空气压缩机在工作过程中会产生大量的热量,冷却器和加热器的积尘和脏物会导致空气压缩机降低工作效率。
压缩机选型

第一章压缩机的选型1.1 压缩机的选型原则压缩机可供选择的有往复式和离心式两种:离心式压缩机性能稳定,易损件少,可不考虑备用,但投资远远大于往复式压缩机。
往复活塞式压缩机属于容积式压缩机,它能够提供较大的压比,而且具有无论流量大小、分子量大小,都可以达到较高的出口压力,而且与输送气体的分子量无关等优点,但同时带有结构复杂,易损件多的缺点。
在化工生产中,气体复杂,分子量多变,以及考虑资金原因,所以在化工装置中广泛采用往复活塞式压缩机来输送气体或提高气体的压力。
而一旦确定采用往复式压缩机,应对其结构、性能等方面进行仔细研究并作出合理的选择。
合理确定压缩机的机型及主要参数和配置根据装置的不同和对进出口压力要求的不同,压缩机的级数也不同,同时随着装置规模不断扩大,压缩机的机型也在逐步增大。
决定压缩机机型的主要参数包括级数、结构形式、平均活塞速度、活塞杆负荷等。
在工业生产中,由于介质复杂,以及考虑投资,往复式压缩机运用比较广泛,所以介绍往复式压缩机选型。
1.1.1往复式压缩机级数的确定往复式压缩机的级数主要受到级排气温度的限制。
美国石油学会标准API618《石油、化工及气体工业用往复式压缩机》规定,除非另有规定和认可,最大预期排出温度应不超过150℃,(300°F),此限制适用于所有规定的运行和负荷条件。
对某些使用情况(如使用高压氢气或需采用无油润滑汽缸应特别考虑降低温度极限)。
对于焦炉气来说预定排出温度不应超过140℃。
1.1.2往复式压缩机的结构形式往复式压缩机的结构形式。
大型往复式压缩机一般为多级多列结构,为取得较好的动力平衡及运行稳定性,多采用卧式布置。
根据曲柄夹角的不同,主要分为下述两种形式:1.对动式压缩机。
其结构特点是每一相对列的两组运动部件作对称于主轴中心线的相向运动。
当压缩机为偶数列时(此时一般称为对称平衡型压缩机)。
一、二阶往复惯性力和离心力都能相互抵消。
但当压缩机为三列时,虽然往复惯性力和惯性力矩能够自动平衡,压缩机总阻力距变化很大,这是其缺点。
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大型焦炉气压缩机的选型与对比分析徐纵;石守礼【摘要】With deep-going of the development of coke-oven gas comprehensive utilizing projects,there was only reciprocating compressor used before,but now various type of compressors have been applied in the engineering.In this article,the selection of coke-oven gas compressor used in methanol plant,which has the capacity of 300,000 ton/a made fromcoke-oven gas,was discussed.The cons and pros of various type of compressors were analyzed and compared,then the optimum was selected.%随着近年来焦炉气综合利用项目的不断深化,焦炉气压缩机的选型也从往复式压缩机一家独大逐渐演变到目前各种机型百家争鸣的局面.针对某3×105 t/a焦炉气制甲醇项目中焦炉气压缩机的选型问题进行探讨,对各种机型的优缺点进行了分析对比,提出了针对本项目较优选型方案.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2018(055)001【总页数】4页(P49-52)【关键词】焦炉气;压缩机;选型【作者】徐纵;石守礼【作者单位】华陆工程科技有限责任公司,西安710049;华陆工程科技有限责任公司,西安710049【正文语种】中文【中图分类】TQ051.3;TH41钢铁行业的飞速增长带动了焦化工业的巨大发展,伴随着环保要求的提高和循环经济意识的增强,炼焦产生焦炉煤气的利用越来越受到人们的重视,以焦炉煤气为原料制备甲醇、天然气、合成氨、LNG等产业的探索也在各化工企业的努力下不断深入,装置规模屡创新高。
焦炉气压缩机作为焦炉煤气综合利用项目中的关键设备,对装置的稳定运行有十分重要的作用。
由于其工作条件、操作工况的特殊性,对焦炉气压缩机的选型有必要进行深入研究。
传统的焦炉气压缩机多采用活塞式压缩机[1],但由于活塞式压缩机在气量方面具有局限性,随着装置规模的扩大,其局限性也越来越凸显,因此很多新的选型方案在近年来逐渐开始被尝试。
1 流程及配置分析通常焦炉气压缩机都是将预处理和净化后的焦炉气升压至2 MPa以上,送入下一步的精制与脱硫单元。
由于工艺流程的差异,设计工况会稍有不同。
以某3×106 t / a焦炉气制甲醇项目为例,焦炉气压缩机操作工况如表1所示。
从表1中操作工况来看,该机组的特点是压缩机入口状态下的实际气量很大,同时由于压缩机进口是微正压,因此压比高达28.6。
焦炉气的主要成分为氢气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮气、以及少量的不饱和烃等。
此外,介质中还有焦油、萘、苯、硫、硫化氢、尘等杂质,杂质含量会根据不同的工艺流程而变化。
本项目的介质组成如表2所示,气体中的杂质如表3所示。
表1 焦炉气压缩机操作工况Tab.1 Operating condition of coke-oven gas compressor分子量入口压力(G)/MPa入口温度/℃出口压力(G)/MPa流量/(Nm3/h)10.18 0.005 40 2.9 68 000表2 焦炉气介质组成Tab.2 Gas analysis of coke-oven gas组分摩尔分数/ %组分摩尔分数/ %H2 55.3 CO 7 CO2 2.9 CH4 26.4 N2 5.1 O2 0.6 Ar 微量CmHn 2.7表3 焦炉气杂质组成Tab.3 Impurity composition of coke-oven gas组分含量/ (g / Nm3 ) 组分含量/ (g / Nm3 )H2S 0.2 有机硫 0.05萘0.5 焦油+尘 0.06NH3 0.05 HCN 0.5气体介质清洁、无杂质是保证压缩机长期稳定运行的必要条件,但机组的选型在某些情况下需要同时兼顾项目的综合布局和成本。
当机组选型与项目总体的占地、费用、性能等方面有所冲突时,压缩机在选型时必须做出适当调整,尽量克服一些苛刻工况。
综上所述,对本项目焦炉气压缩机的选型研究,可基本按照以下两个主要因素作为出发点:(1)大流量、高压比。
(2)介质含有杂质。
2 机组选型分析根据本项目的操作条件,初步考虑以下三种机组形式:往复式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机。
2.1 往复式压缩机2.1.1 气量与压比往复式压缩机适用于小气量、高压比的操作工况,但因为转速的限制,并不适合大气量的压缩。
本项目中焦炉气压缩机要求的压比为28.6,从压比的角度来说,往复式压缩机最为合适,而早期的焦炉气压缩机也大多采用往复式压缩机。
但是,随着装置规模的逐渐增大,传统的往复式压缩机在气量方面的缺陷日益凸显。
目前国内具有成熟业绩的往复式压缩机多数将气量控制在20 000 m3 / h以下。
本项目压缩气量高达68 000 Nm3 / h,单台压缩机显然难以满足。
由于气量过大,会导致压缩机气缸直径过大,进而会导致加工难度大、机组受力不平衡等一系列问题。
因此,SH / T 3143第5.2.3条提出最大气缸直径不宜超过760 mm的要求。
同时,因机组压比大,初算需要4级压缩。
综合以上条件,如采用往复式压缩机,实现68 000 Nm3 / h的气量则至少需要四台机组并联。
此时,压缩机1级缸按3个考虑,气缸直径大约在1 000 mm以下,虽然已经超过了SH / T 3143的限值,但综合目前已有的工程应用业绩,1 m以下的气缸直径可以选用。
由于机组采用4级压缩,2、3、4级各1个气缸,则机组至少需要6个缸。
同时,由于往复式压缩机一般需要设置备机,若按照50 %备用考虑,则共需要6台6M往复式压缩机。
2.1.2 气体杂质由于往复式压缩机本身对含有杂质的介质有一定的承受能力,且由于往复式焦炉气压缩机的应用历史最久,多年来,制造企业、机组用户从主机设置、过滤器设计、气阀材质、设备管理等方面进行了大量的优化与改进,虽然检修频率仍然高于其他种类的工艺气压缩机,但已经有了显著改善。
同时,由于设有备机,机组可以定期切换清洗,去除结晶颗粒、焦油等杂质。
2.2 螺杆式压缩机2.2.1 气量与压比螺杆式压缩机与往复式压缩机相比,能够输送较大的气量。
目前国内螺杆式压缩机实际应用的转子直径在800 mm等级,根据本项目68 000 Nm3 / h的气量,单台输气难度很大。
出于机组稳定性考虑,仍然推荐采用两台螺杆机并联。
依据34 000 Nm3 / h的气量,初步选型600 mm等级的螺杆机可以满足气量要求。
但是,螺杆压缩机无法实现较高的压比,单级螺杆压比一般不超过10。
按照本项目要求的压缩比,单级压缩无法满足,后续还须要增加一段压缩。
目前国内普遍采用的配置方案分成两种。
第一种方案是1、2级均采用螺杆式压缩机,1、2级由同一驱动机驱动,同齿轮箱共同安装在一个公共底座上。
这种方案的优点在于占地小,中间冷却器只需要一个。
国内已有企业使用此种配置方案进行焦炉气压缩[2],但目前此等级两级螺杆焦炉气压缩机国内外厂商应用较少。
国内化工企业对此配置的机组使用也正在摸索阶段,考虑到机组的初期投资和整个装置的稳定性,本项目并不推荐此方案。
第二种方案是使用螺杆压缩机作为第1级压缩,2级压缩采用其他类型机组。
此种配置方案近年来得到了较为广泛地应用。
焦炉气在螺杆机的压缩下达到约0.6 MPa的压力后,气体的入口状态气量已经大大减小,后段单台往复式压缩机即可以满足要求。
出于机组稳定运行的考虑,此方案高压段往复式压缩机需考虑一台备机。
2.2.2 气体杂质与往复式压缩机和离心式压缩机相比,螺杆式压缩机更为适合焦炉气含油含萘含尘的工况。
螺杆式压缩机在压缩过程中可以通过喷水除去焦炉气中的焦油和萘。
一方面改善了自身机组的工作条件,另一方面,也改善了后一段机组压缩介质的质量。
2.3 离心式压缩机2.3.1 气量与压比较之前两种型式的压缩机相比,离心式压缩机在焦炉气压缩领域起步较晚,一方面是由于早期项目规模较小,并没有大气量的输气需求;另一方面是焦炉气中含有的杂质对离心式压缩机的使用影响较大[3]。
但随着近年来焦炉气综合利用、常压气化等装置的发展,离心压缩机也开始进入到焦炉气压缩的领域,宁夏宝丰一期、二期,陕西黄陵焦炉气制甲醇等项目均采用离心压缩机进行焦炉气压缩。
对于气量,离心压缩机完全可满足本项目的要求,但由于焦炉气压缩需要的压比很大,同时介质的分子量较小,则压缩需要的叶轮级数较多。
目前国产离心压缩机单级叶轮的能量头大约在43 ~ 49 kJ / kg,单缸最多9级叶轮。
因此经过初步计算,如采用离心压缩机组,需要4个气缸串联,前三段缸采用水平剖分结构,末段缸采用筒型结构。
2.3.2 气体杂质相对于往复式压缩机和螺杆式压缩机,离心压缩机对气体的洁净度通常有较高的要求。
但这个要求并不是绝对的,例如乙烯工业的裂解气压缩机,离心式机组就很好的解决了介质较脏的问题。
因此如果能够将介质中固体、液体的含量有效的控制在一定范围内,离心压缩机也不是完全不能应用于焦炉气压缩。
目前对此问题的研究主要集中在两个方向:一是对流程的改进,在工艺设计时尽可能完善预净化流程,使得进入压缩机的固体和液体含量低于5 mg / Nm3,另一方面是对机组配置和设计进行完善。
3 方案横向对比根据上文中对各种机型特点的分析,可以看出三种机型均可能用于焦炉气的压缩,初步可以得出三种方案(往复式压缩机;螺杆式压缩机+往复式压缩机;离心式压缩机),为了进一步判断各种方案的优劣,本文对上述三种方案的占地、投资、能耗等方面进行横向对比,其结果如表4所示。
根据表4的对比结果,方案1占地面积太大,且设备投资并不低,同时考虑机组的辅助设备配置,投资和占地将会进一步增大。
方案3初期投资最高,且四缸串联轴系极长,对制造厂商的设计能力和动力学计算能力考验巨大,且介质中含有的杂质会缩短易损件的寿命。
因此,基于本项目的参数与要求,方案2是较佳的选择。
表4 各方案对比Tab.4 Scheme comparison方案1 方案2 方案3基本配置采用4台往复式压缩机并联运行,4级压缩,每台设中间冷却器3台,后冷却器1台。
压缩机每台设3个1级缸,2、3、4级气缸各1个首先采用两台喷水螺杆式压缩机并联将焦炉气升压至0.6 MPa,经过1台中间冷却器,进入1台往复式压缩机将焦炉气升压至2.9 MPa。