离心式压缩机在氯气压缩输送中的应用

　　氯氢处理离心式压缩机在氯气压缩输送中的应用唐红建'吉建红（新疆天业集团）T限公司，新疆石河子832000）压缩机组的优缺点。

　　2丨标志码丨B丨文章编号丨1008―133X（2009）07―丨丨唐红建（1972-）男，工程师，毕业于辽宁工程技术大学机械学院设备工程与管理专业，现于新疆天业（集团）有限公司工作。

　　在氯碱生产中，氯气压缩输送方式很多，可以采用离心式鼓风机、液环式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机以及离心式压缩机等输送方式。由于各种压缩输送的机器适用的范围不同，各厂选择不同。

　　较为常用的氯气压缩输送方式是液环式压缩机和离心式压缩机流程。新疆天业（集团）有限公司在采用液环式压缩机输送氯气的情况下，新上i台离心式压缩机输送氯气，使用后效果较好。i液环式压缩机液环式压缩机是用浓硫酸作为液环、密封介质，利用硫酸冷却循环，以带走氯气压缩时产生的热量。

　　流程如下：来自泵酸高位槽的98%的浓硫酸经过节流进入液环式压缩机，压缩机的运转作用使叶轮周围形成密封的液流环，使进口总管中的常温氯气被抽吸入压缩机；在压缩机的压缩作用下，氯气得到增压（Q 15MPa）同时挟带着硫酸的氯气流进入气液分离器。在气液分离器中，氯气被旋风离心分离，向上进入氯气出口总管。而硫酸被分离后，向下由分离器底部进入硫酸冷却器，被工业上水冷却至常温，再返回压缩机，如此反复循环。

　　因为液环式压缩机的工作压力不高，压缩产生的热量又大部分被硫酸带走，硫酸冷却器执行着将硫酸冷却至常温的任务。压缩机出口的氯气温度一般不会超过80°C（实际气相温度为60°C以下）不致腐蚀碳钢材质的设备和管道，因而液环式压缩机流程中不设置氯气冷却器。

　　在液环式压缩机流程中，要求硫酸的质量分数不低于92%，以减弱压缩机在高温下的腐蚀。此外，由于氯气脱水干燥不完全，气相中尚含有一定量的水分，在压缩机内被硫酸吸收，因此，循环液硫酸的质量分数会有所降低，需要补充98%的浓硫酸更换已经被稀释的循环密封溶液。

　　液环式压缩机流程示意图如所示。

　　2离心式压缩机氯气离心式压缩机适用于氯气大流量、中低排出压力场合，它是适应氯气处理工艺不断进步、技术要求不断提高的需要而开发的新型压缩机器。由于经过处理净化后的气相氯气中所含水分已经低于氯氢处理bookmark1氯碱工业年001%又不含酸雾，完全适用于氯气的压缩输送。

　　其流程（见）是：经过处理净化后的氯气在压力大于0 085MPa（绝压）的情况下，被抽吸进入离心式压缩机的一级进口经过叶轮压缩后，气相温度上升的同时静压能增高，被引出进入级间冷却器，将氯气冷却至常温。然后再次被抽吸进入二级进口，经过叶轮压缩后，气相温度上升的同时静压能再次增高，被引出进入级间冷却器，将氯气温度冷却至常温。如此经过几段压缩，直至气相出口排出压力达到额定要求（额定压力依据设计要求而定）然后由分配台控制送往各用氯部门。

　　离心式压缩机系统流程示意图在此压缩输送流程中，为适应电解负荷的变化，设置有自控变速或自控回流气量调节的控制手段。将透平压缩机组的出口气体回流至压缩机一级进口或干燥系统进口或氯气洗涤塔出口（若是间接冷却流程，回流至工业上水钛冷却器进口）以确保电解槽阳极出口氯气总管的压力恒定。

　　1离心式压缩机组的工作机制首先是压缩机内气体连续流动的形成：当压缩机叶轮以一定的转速旋转时，存留在工作叶轮叶片流道内的气体被叶片带动与工作叶轮一起转动。在高速旋转而产生的离心力作用下（这时压缩机将机械能量传递给气体产生气相的动能）气体被甩到叶轮后的扩压器的流道中。工作叶轮的叶片流道中形成了真空的稀薄地带，因而将外面的气体从吸气室吸入工作叶轮的叶片流道内填补这一真空稀薄地带。由于压缩机不断高速旋转，气体不断被抛出叶轮；外面的气体也就不断地被吸入补充叶轮，这样就形成了气体在压缩机内连续流动的态势。

　　其次是压缩机对气体做功的过程：气体经过工作叶轮离心力所产生的压缩做功，获得了动能以及一定量的静压能、热能，使气流速度有很大提高。因为氯气是相对密度较大的气体压缩机对气体做功的同时，在叶轮流道中产生极大的气流与流道的摩擦和冲击损失，这部分功的损失转化为热能，使气体温度升高。

　　一般来说，经压缩机一级叶轮压缩之后，气体不可能一下子就达到所要求的压力。因为扩压器的扩压限度，能够达到这一级额定的压力，就需将氯气引出机外进行级间冷却，使气体温度冷却达到常态温度后，再进行二级压缩如此进行多级的压缩、冷却之后，氯气达到所要求的出口排压。

　　22氯气离心式压缩机的优点只需要1台氯气离心式压缩机就足以维持满负荷的生产需要。

　　压缩机的轴封装置结构简单，使用寿命长。

　　氯气离心式压缩机组采用了较为先进的充气式迷宫密封，使“轴封”更加可靠、有效；同时机组的易损件较少。机组的构造可靠性高，故障相应比较少，而且可以稳定地连续工作，工作效率较高。

　　氯气离心式压缩机运行效率高。输送容量处于透平压缩机的适用范围之内时，运行效率要比其他类型的压缩机高。液环式压缩机更无法与之相比。因为透平压缩机的排出压力高、输送气体量大，所需的动力相应来说比较少。即使氯气管网压力高于额定的排出压力，也不会影响机组的正常运行，更不可能发生倒压的情况。

　　另外，氯气透平压缩机还从根本上摆脱了硫酸腐蚀的羁绊，与“液环式压缩机”相比无疑是前进了一大步，从而使氯气处理工艺过程中，1氯气消唐红建等：离心式压缩机在氯气压缩输送中的应用氯氢处理bookmark2耗硫酸量下降了7kg全年可节约硫酸700t（4赢气离心式压缩机组体积小。大容量的氯气透平压缩机的自身体积比较小，因此占地、占用空间都比较少。同时形成了各个系统的集成，整台机组实现了集成化、模块化、袖珍化、高精度化。

　　（5）透平压缩机排出气流没有脉动，运行平稳可靠。在满负荷运行流量下，机组的进出口压力以及各级的压缩比都十分稳定，不会产生波动。氯气透平压缩机组在大流量、满负荷的工况条件下，运行十分平稳，流量越大越稳定。即使氯气用户的某些故障造成管网气流波动，透平机组仍然能够平稳运行。再加上透平压缩机组配备有精准的自动化控制系统（DCS）有可靠的仪表、连锁装置，可确保氯气透平压缩机组可靠平稳运行。

　　23氯气离心式压缩机的缺点对氯气处理的质量要求很高。氯气透平压缩机是比较精密的压缩输送的化工设备，因此对输送介质所含的水分以及洁净程度要求很高。一般要求输送介质氯气中的水质量分数低于001%.氯气透平压缩机组的适用性不广。这种氯气压缩机只能使用在大流量、中低排出压力的场合，生产规模小的企业被排斥在使用范围之外。

　　透平机组的开、停车步骤比较繁琐。因为机组是个系统工程，实施的开车步骤就要从各个系统开始。首先密封气系统、机组的油系统、事故处理系统、自控系统、高电压系统、低电压系统等各个子系统运行正常。由此可见，氯气透平压缩机组的开车不如液环式压缩机方便、随意。

　　在机组出口，氯气排压若较长时间超标，机组的安全运行就会受到威胁，极有可能发生喘振，造成机组严重损坏。这也是不容忽视的。

　　氯气离心式压缩机虽然有一些缺点，但是随着设备的逐渐完善，离心式压缩机必将有广阔的使用空间。

　　（上接第20页）而每生产1ti%的Nt蒸发质量浓度为125g/I电解液比蒸发质量浓度为12367g/I电解液节约蒸汽约40kg经济效益十分明显。

　　（5）这种方法提高了电解槽对生产负荷（电解电流）大范围波动的耐受力。尤其是在当前国际金融危机引起的氯碱行业生产负荷大幅度下降的条件下，本方法的作用更明显。

　　但这种方法也可能存在如下不足：①提高阴极液液位，减少阴极室空间，可能增多氯内含氢量（祥龙股份氯碱厂现在的改性隔膜电解槽氯内含氢量控制较好）②短接的长度不能随意调节，造成需要调节的单槽电解液浓度不能随意控制。

　　4结语通过提高电解槽阴极液液位来提高总管电解液浓度的方法，已在祥龙股份氯碱厂运用1年多，一方面能将单槽电解液质量浓度超过140g/L的电解槽控制在很低的比例（如10%）实现总体电流效率处于较高的水平；另一方面保证电解工序产出来的淡碱浓度在控制范围内――能满足蒸发生产的需要，因此，可以认为这种方法对生产和消耗是利大于弊的。

　　表2插碱管前后氯中含氧指标变化插管时间电解槽台数电流/kA插管前插管后增加平均