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空压机升压改造问题探讨

上传时间:2016-03-22阅读次数:编辑:bmr

  空压机的升压改造

  1.空压机升压改造的工艺基础在石油气组成一定的条件下,影响轻烃收率的只有冷凝终了温度和压力。由冷凝压力,温度与收率关联图可知,在冷凝终了温度一定的条件下,冷凝压力越高,则收率越高。

  胜利油田河口压气站7.5×104 Nm 3 /d轻烃回收装置中,除干燥器的设计压力为1.0MPa外,其它工艺设备(塔,分离器,换热器*丰大成,男,1967年7月生,工程师。东营市,257200.等)的最低设计压力均高于1.8MPa,这就为升压改造提供了设备流程基础。原空压机电机额定工作电流为353A,升压改造前正常工作电流仅为280A,电机功率尚有较大富裕,为提高工作压力(空压机排气压力)提供了动力保证。这样就可减少设备改造的投资,提高效益。

  2.空压机改造关键参数的确定

  1.1各级压力由烃类的冷凝压力,温度与收率的关联图<3>,结合本装置的现状,初步设定工作压力(空压机排气压力)为1.6MPa(表压)。在一级入口压力0.05MPa(表)不变的情况下,考虑到级间设置干燥器,预留0.05MPa压降,按压比384L-28/0.5-8型石油气空压机的升压改造基本平衡原则,分配一级压缩比为3.47,二级压缩比为3.62,则一级排气压力为0.42MPa(表),二级进气压力为0.37MPa(表)。

  1.2空压机的排气量

  当空压机两级的排气压力和压缩比增大后,原气缸的容积系数v=1-(1 /m -1)将在相对余隙和多变指数m恒定时,随压缩比增大而减小。同时压力系数P,温度系数T,泄漏系数1均有少量变化,空压机升压后排气量将减少。考虑到排气压力提高将会使活塞力有较大提高,空压机功率也要增加,为保证电机功率不超载和空压机机身仍能用,通过减小缸径的方法将空压机排气量减小到20Nm 3 /min,以达到尽量利用原结构进行技术改造,同时又能满足轻烃装置压缩气量的要求。

  1.3空压机热力及动力计算

  在一,二级排气压力和排气量的条件下,升压改造后的空压机经热力计算可得:一级排气温度Td1=72.2℃,二级排气温度Td2=108.6℃上述温度均符合石油气空压机排气温度≯140℃的设计要求。

  确定各级气缸直径一级缸径D1=360mm,二级缸径D2= 200mm,两级活塞的活塞杆直径d1=d2= 45mm.原电机功率为160kW,升压改造后电机功率储备率为22.4%,符合功率储备率在5%~15%的要求,因此原电机可用。

  1.4空压机动力及结构计算

  升压后的空压机最大活塞力为43080N,而升压前最大活塞力为38270N,增加了12.5%.由于各级缸径均变小,活塞尺寸减小,各级惯性力和惯性力矩均发生变化。通过对升压后空压机的动力计算以及曲轴,连杆,活塞和机身的设计计算,确定原空压机只需要更换一,二级气缸组件,其余部件均可利用,这样技术改造的成本大大降低。在技术改造中,将传统的钢质环状阀片铸铁气阀改为SFⅢ型塑料网状阀片钢气阀,提高了气阀寿命,减少了维修工作量。

  空压机的升压改造效果

  改造后经三个月的稳定运行,空压机各级压力,温度都达到了升压设计要求,电机最高工作电流320A,最高功率124kW,接近并小于设计的轴功率,这表明空压机改造是成功的。

  空压机经升压改造后,其二级排气压力提高了一倍,从而使轻烃装置的C+3收率由原来的75%提高到了95%,产量增加了5吨/天。按市场平均价2000元/吨轻烃,扣除新增能耗及成本,年增效益260万元,改造所需费用(35万元,含气缸组件更换,流程更改和工艺设备检验等)仅45天便全部收回,取得了很好的经济效益。

  总之,4L-28/0.5-8型石油气空压机可升压改造成4L-20/0.5-16型石油气空压机,这为轻烃行业的低压空压机改造,提高产品收率,降低吨烃成本,提供了可参考的经验。

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