液氯制冷系統改造

王艷超

（中國石油吉林石化公司電石廠，吉林 吉林 132000）

中國石油吉林石化公司電石廠電解車間液氯生產能力1.2萬t/a，制冷系統是采用氨循環制冷工藝。制冷系統原有2臺8ASJ-17型壓縮機、2臺N62B型壓縮機。8ASJ-17型壓縮機的電機是非防爆型號的。

為了提高液氯裝置安全運行的可靠性，消除安全隱患，保證裝置安全穩定運行，提高裝置技術水平，在2015年和2016年進行了2次技術改造。先后拆除了2臺N62B型號壓縮機和2臺8ASJ-17型號壓縮機，新增2臺LG20LZJA型螺桿壓縮機組和1臺臥式冷凝器。

經過技術改造不僅實現了制冷裝置安全穩定運行，而且液氯生產能力提高了0.8萬t/a。

1 改造方案

1.1 冰機選型

現在氯堿行業液氯制冷系統主要采用氨制冷工藝和氟利昂制冷工藝，冰機采用往復式壓縮機和螺桿式壓縮機。

氨制冷系統氨制冷工藝是傳統制冷工藝，工藝成熟、對環境污染小、制冷劑補充簡單、操作方便。中國石油吉林石化公司有液氨產品，在檢修充裝液氨和平時補充液氨時不用外購。氟利昂制冷工藝是新興制冷工藝，設備投資少，工藝流程簡單，操作控制簡單，但制冷劑補充需要外購，有的制冷劑產品品種受環保限制。根據本裝置實際情況仍然選用氨循環制冷工藝，以達到裝置現場改造工作量小，施工安裝工期短的目的。

壓縮機選用節能、維護工作量小的螺桿壓縮機。單臺冰機制冷能力285 kW，電機功率280 kW。2015年拆除原3號8ASJ-17型冰機，安裝1臺螺桿壓縮機，2016年拆除原4號8ASJ-17型冰機，又安裝1臺螺桿壓縮機，現有2臺螺桿壓縮機，實現一開一備。

1.2 增設一臺臥式冷凝冷卻器

液氯裝置制冷系統原有1臺蒸發式冷凝器，在生產中存在生產能力不足，冬季結冰等問題。特別是冬季結冰問題嚴重，操作人員每班需要清理結冰兩次。蒸發冷凝冷卻器冬季結冰不僅增加了操作人員工作量，而且影響安全生產。如果清理結冰不及時，通風口凍堵，蒸發冷凝器換熱效果不佳，就會造成氨系統壓力升高，嚴重時會造成系統停車。為解決蒸發冷凝器凍季結冰問題，增設一臺臥式冷凝冷卻器。冷凝器換熱面積200 m2，設計操作壓力1.25MPa。臥式冷凝冷卻器與原來的蒸發式冷凝冷卻器并聯，一開一備，方便切換操作。

1.3 完善安全設施

結合本次改造，按設計規范要求新增加氨報警器和水噴淋裝置，在氨泄漏時及時報警以便及時處理，在事故狀態下使用水噴淋裝置能夠減輕氨泄漏造成的危害，這兩項措施對安全生產起到了積極作用。

2 改造過程

該項目2015年初公司安保基金立項，項目立項后進行了技術交流、方案論證、設備招標、項目設計、材料采購等工作。制定了詳細實施計劃，以確保在不影響正常生產的情況下完成改造。

在裝置年度檢修前完成舊設備拆除、土建施工、管線預制。在2015年裝置年度大修期間完成一號螺桿壓縮機安裝，2016年裝置年度大修期間完成二號螺桿壓縮機和臥式冷凝器安裝，在沒有影響正常生產的情況下完成了改造任務。

3 改造后液氯制冷系統生產工藝流程

液氨由貯氨槽進入經濟器，一部分氣化送入螺桿式制冷壓縮機入口（100%以上補氣閥開)。另一部分經過節流閥節流使其壓力、溫度降低，進入氨蒸發器。液氨得到氯化鈣鹽水的熱量后氣化，同時氯化鈣鹽水被冷卻到-35～-22℃，氣化后的氣氨進入氨液分離器中，液氨靠重力回流到蒸發器中。氨液分離器出口低溫低壓的氣態氨被壓縮機吸入，經壓縮后壓力、溫度均升高，高壓氨氣先經油分離器分離出油，油進入油冷卻器，熱油被循環水冷卻，冷卻后的油經油粗過濾器、油泵、油精過濾器、油分配總管、壓縮機冷卻、潤滑部位。氨氣進入臥式冷凝冷卻器或蒸發式冷凝冷卻器中被冷卻水冷凝成液氨，液氨自流到貯氨槽中以備再次循環使用。

4 改造后遺留問題及解決措施

2015年安裝的一號螺桿壓縮機組經過一年多時間的運行，出現過幾次跳閘停車、油壓保持不住等問題，也出現過氨系統壓力高的問題。經過認真分析后，提出整改措施，出現的問題得到了解決。

4.1 油壓保持不住

一號冰機經過一年的運行后，在開車啟動時、加載時、正常運行時都出現過油壓下降現象，甚至造成跳閘。經過分析其主要原因是檢修經驗不足，油泵過濾器清洗不及時，過濾網堵塞，造成供油系統供油不足，油壓下降。

針對這一問題，采取了關小油泵回流閥、及時調整油壓、定期清洗油泵過濾器過濾網等措施，達到了預期效果。

4.2 控制臺開關鎖緊度不足

控制臺電源開關鎖緊度不足也是造成冰機跳閘的一個原因。在冰機運行時由于震動使開關逐漸回到閉合位置，造成冰機跳閘。原因判斷準確后，增加了控制臺電源開關鎖緊度，再未因控制臺電源開關問題造成跳閘。

4.3 高壓氨系統壓力高

該裝置最早高壓氨冷凝冷卻采用立式冷凝冷卻器，使用一次工業水進行冷凝冷卻，后來又采用蒸發式冷凝冷卻器，高壓氨系統壓力一般小于1.1 MPa?，F在采用臥式冷凝冷卻器，改為循環水進行冷凝冷卻，循環水溫度較高，高壓氨系統壓力高時達到1.2 MPa（本次改造設計操作壓力是1.25 MPa），雖然滿足設計要求，但是壓力偏高。為了制冷系統節能和保證安全穩定運行，采取了兩項措施：一是夏季使用蒸發式冷凝冷卻器；二是與工廠協調適當降低循環水系統循環水溫度的措施。采取兩項措施后，使高壓氨系統壓力保持在1.1 MPa以下。

由于氨貯槽液氨回流管線直徑小，氨冷凝冷卻器內液氨積存0.5 t左右，影響換熱效果。采取增加液氨回流副線的辦法得到解決。

5 冰機試運行時工藝控制的體會

按照工藝條件和生產需要使制冷裝置處于生產受控狀態是安全穩定生產的要求，經過試生產認為以下幾點是很重要的。

（1）回油控制?；赜烷y開得過大，就會有大量氨氣回流，降低冰機效率；回油閥開得過小，回油不完全，就會有一定量的油帶入蒸發系統，降低制冷系統效率。因此必須控制合理的回油閥開度。

（2）冰機入口壓力應該保持穩定。在氯氣液化生產負荷一定的情況下，保持蒸發器液氨液面穩定，保持冰機入口壓力在-0.025～-0.02 kPa范圍內。

（3）供油溫度要控制在40～55℃。油溫度過低，機油粘度大、油中溶解氨多，增加了冰機功率消耗。油溫度過高，冰機效率降低，也增加了冷凝冷卻器負荷。油溫高于65℃冰機聯鎖停車。

6 結語

通過兩次對液氯制冷系統改造，消除了液氯制冷系統的安全隱患，為裝置安全穩定生產奠定了基礎。裝置工藝控制參數合理、生產運行平穩，達到了改造目的，滿足了生產需求。雖然一號冰機在生產過程中發生過跳閘等問題，但是通過上述改進措施得到了解決。今后要進一步加強設備維護保養和科學檢修，優化生產操作，使液氯制冷系統安全穩定、節能環保。