增压透平膨胀机组安全保护系统的优化及分析

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1、第39卷第8期辽宁化工Vo1．39，No．82010年8月LiaoningChemicalIndustryAugust，2010增压透平膨胀机组安全保护系统的优化及分析金慧，关春梅(黑化集团造气厂，黑龙江齐齐哈尔161041)摘要：简介了黑化集团尿素厂KDON12000／24000空分装置中增压透平膨胀机的工作原理、工艺流程及设计参数。针对发生的膨胀机烧瓦事故进行了原因分析，找到了增压透平膨胀组安全保护系统存在的缺陷，并进行了改进，从而有效避免了此类事故的再次发生。关键词：增压透平膨胀机；安全保护；烧瓦中图分类号：TQ05

2、1．2文献标识码：A文章编号：1004—0935(2010)08—0878—03黑化集团“l8．30”装置投产之初，配备的是一2工艺流程套四川空分设备厂生产的KDON12000／24000空分装置，压缩机由德国巴高克生产的汽轮机带动，这是从分子筛纯化系统过来的气体首先由增压机进黑化集团第一套空分装置。口截止阀进入增压前过滤器，过滤后的气体进入增在整个合成氨系统中，增压透平膨胀机是一种压机进行增压，增压后的气体通过增压机后冷却器，较为特殊的机械，它利用绝热等熵膨胀获得低温，一将气体冷却到增压前的水平，进入主换热器换热，然般在

3、正常工况下，对全低压空气分离系统、膨胀机的后经膨胀机进口截止阀、膨胀前过滤器、紧急切断制冷量约占总制冷量的85％～90％，保证透平膨胀阀、喷嘴进入膨胀机进行膨胀制冷。机的稳定高效运转，弥补装置运行中的冷量损失，是3机组简介空分装置长周期稳定运行的重要因素。在1998年投产之初，因为晃电曾发生过一起膨本套空分装置共设置2台膨胀机，正常运转1胀机烧瓦事故，下面介绍一下整个分析处理过程。台，备用1台，1为美国ROTOFlow公司生产型号为EC一5E6C，2为四川空分设备厂生产，规格型号为1工作原理PLPK一109．2／8．4—0

4、．6。透平膨胀机是一种旋转式制冷机械，它由蜗壳、3．1喷嘴和紧急切断阀、回流阀导流器、工作轮和扩压器等主要部分组成。当具有制冷量的调节采用气动薄膜执行机构带动可调一定压力的气体进入膨胀机的蜗壳后，被均匀分配转动喷嘴组。机组还配置了两个重要的阀门：其一到导流器中，导流器上装有喷嘴叶片。气体在喷嘴是紧急切断阀，它是保证在紧急情况下膨胀机在第中将气体的内能转换成流动的动能，气体的压力和一时间停车的重要手段，一般要求反应速度在0．5焓降低，出喷嘴的流速可高达200m／s左右。当高～1s之间。速气流冲到叶轮叶片上时，推动叶轮旋转并对

5、外做增压机进出口间设置的气动调节回流阀作用：功，将气体的动能转化为机械能，通过转子轴带动增(1)压力调节：根据空分流程的要求，一般希望压机对外输出功，输出外功是靠消耗气体内部的能增压机出口压力保持恒定，气动调节回流阀的开大量，反映出温度的降低和焓值的减小，即是从气体内部取走了一部分能量，也就是通常所说的制冷量。收稿日期：2010-04—12作者简介：金慧(1971一)，女，工程师。第39卷第8期金慧，等：增压透平膨胀机组安全保护系统的优化及分析879或关小，可使该压力降低或升高，该阀在仪控系统自油温度(30～40℃)，采用

6、温度控制阀进行自动控动控制下，可起到恒定压力的作用。制，润滑油进人油泵加压后进人油冷却器、温度控制(2)防喘振：增压机在一定的进口流量和转速阀和切换式油过滤器，再分别进入各轴承，最后汇人下，当进口流量小到一定数值时，机器会发生喘振，回油管回到油箱，另外设置了一油压容器，在油泵启此时压力会大幅度波动，并发出强烈的“喘气”声响动后自动充油，用以保证油压降低或油泵停转后，机和振动，将引起机器损坏，为防止这种情况出现该阀组联锁停车时能继续供油一段时间(大约1min)，会在进口流量小到一定数时自动打开，所给定的防确保轴承的安全。喘振

7、流量是根据进口压力、进口温度、转速均为额定表1设计参数值的情况，当条件不同时，对防喘振流量值应予修项目12正。增压机工质：空气气量／(m·h一)6550，30％(0℃，0．10133MPa)(3)开大回流阀，可增加增压机的负荷使膨胀进口压力／MPa0．660．633机减速。出口压力／MPa1．00．96(4)联锁停车：在所设定的参数越限时，紧急切进口温度／K287287断阀会迅速关闭，与此同时增压机回流阀将迅速自膨胀机工质：空气气量／(m·h)6550，30％(0℃，0．10133MPa)动全开，以防止增压机发生喘振，并缩

8、短停车时间，进口压力／MPa0．940．94使机器得到最好的保护。出口压力／MPaO．160．163．2供油系统进口温度／K167167绝热效率，％≥86≥82供油系统包括油箱、三螺杆泵、油冷却器、油压转速／(r·min-1)340002810o容器、电加热器、温度控制阀等，为了保持稳定的进表2I~tJ