螺桿壓縮機組在氯氣液化中的應用

周紅燕

（新疆天業集團石河子中發化工有限責任公司，新疆 石河子832000）

近年來， 螺桿式氟制冷壓縮機組因其特殊的制冷工藝而陸續被眾多氯堿企業使用， 新疆石河子中發化工有限責任公司主要是用來生產液氯產品。 該套壓縮機組的穩定運行直接影響著企業的經濟運行成本， 產量的高低及制冷效果直接制約著企業生產的穩定性及效益。

1 液氯工序的工藝過程

液氯工序的主要生產工藝過程是將經過氯氣處理工段已經經過干燥、凈化、加壓后的合格氯氣送入列管式冷凝器（其內部冷量由螺桿氟制冷壓縮機組提供）與氟利昂間接換熱，氯氣走管程，被液化成氣、液兩相，經氣液分離器，低溫冷卻成液體氯，貯存在計量槽或貯槽內，再經計量后，裝入液氯鋼瓶。 未被液化的氯氣及不凝性氣體（H2、CO2、O2、N2等）經氣液分離器上部調節閥和列管式冷凝器上部調節閥進入廢氯分配臺，通過閥門調節去漂液工段。液氯工序的主要工藝過程框圖見圖1。

2 螺桿式壓縮機組簡介

螺桿氟制冷壓縮機組共有3 臺。 該公司原有1臺型號為KF212.5C、制冷量131.3 kW、電機功率65 kW 的螺桿氟制冷壓縮機組，后因能力不足，又引進2 臺型號為KF216、 制冷量270 kW 、 電機功率100 kW 的螺桿氟制冷壓縮機組2 臺。 機組生產穩定，自動化程度較高，人為干預因素很少，維護檢修也很方便。在生產的應用中故障率較少，故其經濟性能較高。

2.1 機組結構特點

此套螺桿式氟制冷壓縮機組的系統組成主要包括油路系統、氣路系統、主機密封系統、水路系統、報警連鎖系統等。 重要零部件主要由機殼（機體氣缸體、吸氣與排氣端座、端蓋組成）、轉子、軸承、油泵、油壓平穩活塞、軸封、輸氣量調節滑閥與噴油結構、冷劑貯罐、蒸發器、控制閥等組成。 機組的主要參數如容積、功率、機組進出口壓力、油溫等，對機組的正常運行至關重要。如機組的主要參數之一，機組制冷量和有效功率，同蒸發溫度和冷凝溫度密切相關。同時，利用壓縮機組對液擊不敏感性，直接噴氣液兩相的制冷劑來冷卻電動機， 從而可使其溫度較低以保護電動機。

2.2 機組工作原理

此套螺桿式壓縮機為容積式壓縮機， 氣缸里平行配置的螺旋型轉子，陽轉子（凸齒）與陰轉子（凹齒）按一定的傳動比反向旋轉，相互嚙合。 此過程將轉子溝槽和缸體形成的密封空間容積也隨陰陽轉子的回轉而不斷變化，從而實現規律式的吸氣、壓縮、排氣的循環工作過程。

2.3 機組故障保護系統

此套機組自動化程度較高， 手動干預部分較少。機組帶有故障自動保護及報警系統，如斷水保護及報警、水溫低自動停機保護、油溫高停機自動保護系統、吸氣壓力低自動停機系統、 排氣壓力高保護系統、壓縮機電機過載保護、精濾器壓差超保護、噴油壓力與排氣壓力差低保護系統以及任何一種故障停機都可使油泵延時停機時間繼電器斷電，主機停止后延時到達即刻自動停止油泵等。這些故障保護系統的設置與應用，使整個機組系統穩定可靠地運行。

3 運行情況及效果分析

此套螺桿氟制冷壓縮機組自投運以來， 生產極其穩定。能夠滿足生產工藝的相關需求。該機組結構設計合理，操作簡便且運行平穩。在滿足一定生產條件下， 該機組降溫速度較快， 在提高生產效率的同時，各種消耗指標下降較為明顯。

3.1 常見故障及解決措施

經過試運行投產以來， 機組工作相對穩定，初期一些問題，已經順利解決。 常見的系統故障有：機組不能正常啟動、 噪聲大且振動較大、 制冷能力不足、壓縮機出入口壓力過高或過低、油路系統異常或因油溫過高導致壓縮機停機等。 這些故障都與機組系統本身、工藝狀況與條件、油路系統等有著密不可分的關聯，機組操作人員要能夠及時發現故障，認真分析并對癥解決。 如按油加熱按鈕， 油加熱指示燈亮，但電加熱器不熱，系因IRD 熔斷器熔斷或RT 電加熱器壞，需要立即更換處理；如油泵不起動，可檢查停止按鈕是否導通、啟動按鈕是否有問題、油泵電機保護是否復位、油位是否充裕、系統內部是否有堵塞等。 如需停車，首先按主機停止按鈕，等主機停止后，再按油泵停止按鈕使油泵停止運轉，機組停止3 min 后，才能再次開車。

3.2 存在問題及改進措施

由于此套機組一直處于運行狀態。 電氣與儀表設施及其元配件因不間歇地工作而老化、失靈，影響機組的正常運行。 生產中曾出現過2 次機組自停現象。經檢查，主要是機組工作中所有的時間繼電器均為空氣阻尼式時間繼電器（型號：JS7-2A），因運行時間長久，內部氣囊老化，易產生誤動作，而導致機組失靈錯誤工作，除影響正常生產，也對全系統的安全生產埋下隱患。為此，將此時間繼電器改為較先進的數顯數字式時間繼電器（型號DH48S/2Z）。 同時，將原有的1# 時間繼電器（編號1SJ；作用：壓縮機組起動時間控制） 的瞬動觸頭的常開及常閉功能經由加裝的中間繼電器（編號0ZJ，作用：完成順動開關的啟停控制功能）來完成。 改裝后，由中間繼電器來完成原來的順動開關主機延時停油泵及油泵運行指示停止的功能。此改裝相對以前更加穩定可靠。且數字式時間繼電器具有數字開關預置，設定正確方便、精度較高、延時準確無誤、功耗低且無機械磨損，工作穩定可靠、換裝極為方便。

3.3 運行效果

該廠摸索出常規大修方案。 維護、 檢修成本較低，且維護保養后的機組更經久平穩。螺桿壓縮機必須大修時，則應將機內的制冷劑潤滑油排出，方能拆卸機器。拆卸時應作好必要的裝配標記。陽轉子外圓與機體孔間的間隙和陰轉子外圓與機體孔間的間隙（單邊）為0.08～0.10 mm，轉子排氣端面與排氣端座間的間隙為0.08～0.10 mm、 轉子吸氣端面與吸氣端座間的間隙為0.30～0.40 mm。 此種間隙的配合可使機組達到最佳運行狀態。機組的正常運行與否，與機組潤滑油的加入也有一定關系。 該廠通常采用真空加油法，當壓縮機組正常運轉時，略微調節吸氣截止閥，使吸氣壓力略低于大氣壓力，緩慢開啟壓縮機吸氣過濾器上的加油閥，不得過猛，以防止機器損壞，加油時注意機器的聲音變化，防止機器震動。這些常規實用的大修方法有助于對機組的維護保養。