小型透平压缩机的开发满足众多厂家的需求

　　氯碱厂氯气输送设备使用现状目前，我国氯碱行业氯气输送设备主要使用纳氏泵和3700的大型氯气透平机，但因为3700的大透平机只适用于产能10万t/a以上的氯碱厂家，并且对氯中含水的要求非常高，故全国除少数几家使用大透平机外，绝大多数氯碱厂使用的都是效率低下、污染严重的纳氏泵。因此，众多的氯碱厂家都期盼着有一种流量适中、效率较高、对水分要求不高的透平机问世，小型透平压缩机的开发刚好满足了众多厂家的这一需求。

　　我厂烧碱产能10万t/a，以前采用的是纳氏泵输送氯气，也曾经想采用大透平机来取代纳氏泵，但一则氯中含水达不到要求，二则大透平机的一次性投资太大，所以未能实现。小透平机问世后，我厂经过考察论证，认为这种机型很适合我厂情况，于是与该设备制造厂家杭州求是透平机制造有限公司签定了联合开发协议，现该装置已在我厂投入试运行。

　　小型透平机的结构原理小型氯气透平机由主机、电机、底座、油系统、控制系统、密封系统共6个部分组成。

　　（1）小透平机的底座采用与LYJ-750/3.0纳氏泵的同一底座。

　　（2）主机是小透平机的关键部分，由增速箱、叶轮、扩压器、梳齿密封等部件组成。

　　（3）电机与齿轮箱用联轴器连接，通过精密齿轮进行两级变速后，增速至22500r/min.

　　（4）油系统采用32汽轮机油用齿轮油泵供油，对主机齿轮、轴承进行喷油冷却。

　　（5）控制系统由温度计、压力表以及控制元件组成。当系统不正常时，控制系统就发出报警信号或进行跳闸保护。

　　工艺流程干燥后的氯气经酸雾捕集器进入小透平机的一级入口，经一级压缩后温度升至130e左右，压力约为0.1MPa，经过一级列管换热器用水冷却后再进入压缩机二级入口，经二级压缩后温度升至110e，压力和系统压力相同，经二级换热冷却后并入系统。

　　油箱中的汽轮机油用齿轮油泵打出，经油冷却器、过滤器后进入主机，喷淋冷却高速轴承后用齿轮油泵抽回油箱。

　　试车中出现的问题，密封问题第1次试车时，氯气时常泄漏，原设计氮封的压力必须大于叶轮的背压，才能将氯气封住。氮气的压力高，消耗量大，影响氯气纯度。如果氮气源的压力或系统压力波动，就会有氯气泄出，严重污染环境，机器根本无法长周期正常运行。经过对梳齿气封结构的重新设计，梳齿由二段改为三段，增加了抽气口，氮气压力降低，彻底解决了氯气的外泄，氮气消耗量也大大减少。

　　叶轮的腐蚀问题第2次试车稳定运行了16天，突然出现压力和流量骤减，机器出现不正常声响，停车后拆检，发现**级叶轮的导风叶片严重腐蚀，有几个叶片从焊接根部附近断裂。二级叶轮也类似，但叶片还未掉。

　　经双方分析，短时间出现严重腐蚀与叶轮的材质和氯气的含水量有关，杭州求是透平机制造有限公司先从寻找耐氯气腐蚀较好的材料着手。他们筛选了5种材料，在我厂相对较恶劣管道上做挂片试验，从中筛选*优的材料作为改进设计的材料。制造厂同氯碱工业时还考虑到焊接叶轮的焊接工艺不稳定的因素较多，焊接叶片热影响区的强度和耐腐蚀性能会降低，改进采用整体锻造的铣制叶轮。铣制叶轮的几何尺寸和外观比以前的焊接叶轮提高了一个档次。

　　中间冷却问题我厂*初采用的是封闭式的列管式换热器。在一次试车中，发现换热器穿孔，好在及时采取了措施，水没有进入氯气系统。后来我厂与杭州求是透平机制造有限公司协商后决定改用敞开式换热器，解决了运行中存在的隐患。

　　工艺上存在的问题我厂的氯气干燥后除酸雾系统（含氟硅棉多段过滤器）一直未能正常运行，为了使小透平机长周期正常运转，我厂在小透平机之前增加了1套除酸雾系统，解决了机器运行时叶轮和涡壳堵塞的问题。

　　小氯压机的优点小型氯气透平机采用与纳氏泵相同的安装底座，这样在老系统改造时，无需像上大透平机一样新建2层楼厂房，可直接在原纳氏泵的厂房基础上安装使用，减少了改造费用。

　　小透平机的叶轮材料是通过挂片试验筛选，并将焊结构改进为铣制，提高了叶轮的耐腐蚀性能，对氯中含水的要求较低，大透平机要求控制含水在0.005以下，而小透平机只需在0.03以下即可。

　　小透平机不再用浓硫酸作为循环液，这样不但每年可节约600多t硫酸（每台机），改善工作环境，杜绝硫酸污染、烧伤事故的发生，并且因输送出的氯气没有了酸雾的污染，提高了原氯的质量，为下一道工序的生产创造了良好的生产条件。

　　1台小透平机可替代3台纳氏泵，每台纳氏泵的电机功率为110kW，而每台小透平机的功率是132kW，可大大降低动力电的消耗。

　　小透平机可与纳氏泵一起并网运行，操作、倒换非常方便、迅速。

　　经济效益计算（1）按每台小透平机抵3台纳氏泵计算，每台纳氏泵运行电流为180A，透平机运行电流为250A，功率因素按80、年工作时间按8000h计，则：本地区电价为：0.40元/（kW#h），则年节约电（2）3台纳氏泵与1台小型氯压机的年维修费用基本相等。

　　（3）每台纳氏泵年耗浓硫酸约200t，每t硫酸按300元计，则3台纳氏泵年耗硫酸费用为：1台小透平机正常情况下每年换油2次，共4桶，用4000元。则此项相比可节约费用17.6万元。

　　（4）合计每年每台小透机可节约费用：该氯气压缩机的配套装置还存在不够完善之处，有待进一步改进，如：油站的油冷却器能力稍小，在夏季供油的温度较高；氮气压力波动较大，当压力过低时，会造成氯气外泄，氮气压力高时，又有较多的氮气进入系统，降低氯气纯度。我们正着手在氮气源和进入机器气封之间加装减压阀或稳压调节阀，以保证进入机器的氮气压力保持稳定；并使仪表控制柜应与现场环境隔离。这些问题有待于在运行过程中不断改进，使之不断完善合理，更好地服务于我国的氯碱工业。