軟化水循環噴液工藝在螺桿壓縮機組中的應用

劉俊濤，曹敬華

（唐山中厚板材有限公司，河北唐山 063000）

引言

唐山中厚板材有限公司新投產兩臺螺桿壓縮機組，其入口壓力為0.002 MPa以上，出口壓力為0.5 MPa，入口流量為570 m3/min，主要為市區燃氣公司提供焦爐煤氣。軟化水循環噴液系統是保證螺桿壓縮機組正常運行的重要設備，循環噴液的目的一是控制因壓縮而升高的排氣溫度，使原本的絕熱過程基本趨于等溫壓縮過程，并有效地提高容積效率和絕熱效率，減少功耗及降低噪音。二是通過冷卻液密封轉子間隙，阻止壓縮介質從高壓腔向低壓腔泄露。

1 循環噴液系統的設備構成

1.1 全自動軟水器

制造軟化水的設備，含有硬度的原水通過交換器的樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，水的硬度降低，硬水就變成了軟水，同時釋放出鈉離子。此時由于樹脂吸附了大量的鈣鎂離子而軟化能力下降，再用鹽罐中的鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子再置換出來，隨廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換的能力。

1.2 雙聯式過濾器

濾芯為不銹鋼材質，能防止異物進入壓縮機，損壞螺桿轉子等部件。雙聯式過濾器能夠實現在線切換，當過濾器前后兩端壓差達到1.5 bar，應及時在線切換，并及時清洗阻塞濾芯。

1.3 氣液分離器

氣液分離器是安裝在壓縮機的排氣管道上，高壓焦爐煤氣進入分離器后進行氣、液分離。分離器內置絲網除沫器和旋風板，絲網除沫器一般為不銹鋼材質，一級過濾，基本能分離出氣體中直徑大于10 μm的液滴。旋風板利用氣體和液滴在高速旋轉運動中產生離心力的不同，將液滴進行二次分離。

2 循環噴液系統的設備改進

2.1 存在的問題

軟化水在設計使用時，沒用考慮鋪設專用管道引進公司特制的軟化水，而是使用自帶的配套制水設備，其缺點是制水周期較長，制水量較少。設想機組在正式投產后，可能存在用水量不穩定的現象。如果制水量大于使用量，則多余的合格軟化水會排放掉，造成水資源浪費；如果制水量小于使用量，會導致排氣溫度上升，影響機組的正常運行。另外，即使加大制水量滿足了持續增多的使用量，則很可能會制出不合格的軟化水，進而危害機組的運轉壽命。

2.2 設備的改進

在制水設備后的主管道上新增加了一套儲水設備，包括儲水箱，軟水泵和緊急備用水源。儲水箱保持存滿合格的軟化水。軟水泵接通在儲水箱的出口管道上，啟動軟水泵直接將軟水打到腔體內，保證持續穩定供水。備用水源是從機房主水管引入儲水箱。

3 循環噴液系統工作原理

啟動軟水泵，把儲水箱里的軟化水噴入壓縮機腔體內（噴入的軟化水要確保不與壓縮機介質發生化學反應），與高溫高壓焦爐煤氣一起排出，經過氣液分離器分離出高壓焦爐煤氣進入用戶管網。同時，利用焦爐煤氣的高壓（一般在400 kPa以上）將分離出的液滴再次壓入壓縮機腔體內，循環使用。建立平衡后，即可停止軟水泵，切斷補液，如圖1所示。

圖1 循環噴液工藝流程示意圖

4 軟化水的應用

4.1 啟動螺桿壓縮機組時投用軟化水的步驟

(1)打開機組本體軟化水補水閥。

(2)將循環噴液調節閥打到手動位置。

(3)解除“排氣壓力低于200 kPa，連鎖啟軟水泵”,如圖2所示。

(4)啟動儲水箱軟水泵，將軟化水直接打入機腔內。

(5)投入“軟水泵壓力低連鎖”,如圖2所示。

(6)打開壓縮機本體排污閥，如果有水流出，確認軟水泵工作正常，關閉排污閥。

(7)啟螺桿壓縮機組。

(8)待壓縮機啟機完成排氣壓力（400 kPa以上）穩定后，解除“軟水泵壓力低連鎖”。

(9)停用軟水泵。此時，排出的氣體高壓完全可以將軟化水壓入機腔內。切斷了儲水箱的補液，開始軟化水循環使用。

(10)投入“排氣壓力低于200KPa，連鎖啟軟水泵”。

(11)設定排氣溫度為69℃。將循環噴液調節閥改為自動位置。

(12)通過循環噴液調節閥的自動調節，使實際排氣溫度趨于接近設定排氣溫度。

4.2 停運螺桿壓縮機組時投用軟化水的步驟

(1)啟動儲水箱軟水泵，將軟化水直接打入機腔內。

(2)投入“軟水泵壓力低連鎖”。

(3)將循環噴液調節閥打到手動位置。

圖2 連鎖示意圖

(4)解除“排氣壓力低于200 kPa，連鎖啟軟水泵”。

(5)停螺桿壓縮機組。

(6)待壓縮機組完全停止運行后，解除“軟水泵壓力低連鎖”。

(7)停用軟水泵。

(8)關閉機組本體軟化水補水閥。

(9)排出機組本體內積存的剩余軟化水，防止下次啟機時發生悶車現象。

4.3 螺桿壓縮機操作出口閥門時投用軟化水的步驟

開閥門過程中若閥門開度過大會造成壓縮機排氣壓力突然降低，如果低于200 kPa，則噴液系統噴水量減少，難以控制壓縮機排氣溫度，故提前啟動軟水泵，避免出現軟化水斷供現象。

(1)啟動儲水箱軟水泵，將軟化水直接打入機腔內。

(2)投入“軟水泵壓力低連鎖”。

(3)將軟化水循環噴液調節閥打到手動位置。

(4)調節壓縮機組出口閥門。

(5)待壓縮機出口閥門調節完畢排氣壓力穩定后，解除“軟水泵壓力低連鎖”。

(6)停用軟水泵。

(7)將循環噴液調節閥打到自動位置。

(8)通過循環噴液調節閥的自動調節，使實際排氣溫度趨于接近設定排氣溫度。

4.4 氣液分離器換水

(1)啟動儲水箱軟水泵，將軟化水直接打入機腔內。

(2)換水40 min后停用軟水泵。

(3)通過循環噴液調節閥的自動調節，使實際排氣溫度趨于接近設定排氣溫度。

4.5 氣液分離器補水

氣液分離器水位連鎖設定550～700 mm，即水位低于550 mm，則連鎖自動啟動儲水箱軟水泵進行補水。水位高于700 mm，則連鎖自動停用軟水泵，如圖2所示。

5 結束語

螺桿壓縮機組已經投產近一年。在此期間，出現過雙聯式過濾器堵塞導致軟化水循環噴液量不足；進口壓力驟降導致排氣壓力降低，排氣溫度上升等突發事故。正是因為增設了這套儲水設備，使得在突發事故中首先啟動軟水泵，保證了機組的安全運行。同時，有效地減少了水資源的浪費，取得了良好的經濟效益和社會效益。