焦炉煤气制LNG工艺上螺杆压缩机运用分析

焦炉煤气制 LNG工艺上螺杆压缩机运用分析

邵辉

内蒙古恒坤化工有限公司 内蒙 鄂尔多斯 016200

摘要：某企业焦炉煤气制LNG工艺运转中，压缩机在多个系统中有着一系列的问题，如不易进行操作、备机难以热备等。在现场分析以及优化的基础上，深入健全了管路结构，促使操作变得更加简单，保证了压缩机工作的安全与可靠，通过本文的探究，以期能为相关人员提供借鉴。

关键词：焦炉煤气；LNG工艺；压缩机；喷液系统

引言：焦炉煤气属于一种副产品，包含着较多的成分，比如氢气、二氧化碳以及氮气等。对于该类副产品的回收使用，可以体现于诸多方面，尤其是制取LNG。在环保压力持续加大之下，由于液化天然气属于清洁能源，进而得到了大力的普及与运用，由此在焦炉煤气使用方面，更加趋向于制取LNG。

1.焦炉煤气以及LNG的相关介绍

（1）对于焦炉煤气来讲，常常被人们称为焦炉气，因为存在大量的可燃成分，所以是一种粗煤气。通过借助多种烟煤，从而加工成的炼焦用煤，完成干馏之后，除了会形成相应的产品，也会释放出可燃性气体，属于一种副产品。该种物质为混合物，焦化条件的不一样，其构成也会存在一定不同，通常情况下，一吨干煤大概可以形成0.3*10³至0.35*10³立方米的焦炉气。大部分成分是氢气以及氧气，前者约占57%，后者约占25%，同时还有一些别的气体，比如氮气以及氧气，这两种气体属于不可燃组分。其是中热值气，数值大概在18MJ/m³左右，通常情况下，不但可以当作燃料使用，也可以用于煤气方面。就该种副产品而言，往往含有相对多的氢气，当分离完成之后，能够产生氨，其中含有多种成分，比如甲烷，能当作原料使用。它属于有毒性气体，且具有易爆性特征，其空气爆炸极限大概在6%至30%之间。（2）何谓LNG，也就是液化天然气，其中包含较多的成分，尤其是甲烷。它是没有颜色、没有毒性的，且不具备腐蚀能力，与气体状态的天然气进行比较，体积约为其的1/625。它的形成过程为，首先，有效净化天然气，接下来，通过常压液化的作用，就可以制成LNG，当处于常压条件时，临界温度达到零下162摄氏度，在其生产过程中，往往取决于美国标准。

2.螺杆压缩机的基本参数以及结构

（1）该工艺选取螺杆压缩机，两台工频，一开一备，以下为主要的参数，流量约为430m³/min，进口压力是0.003兆帕，出口压力是0.45兆帕，轴功率大概是2500千瓦，容积比达到3.4，转动速率是4800r/min。

（2）压缩机壳体里面，存在1对转子，从截面上来分析，属于阳转子，有四个凸齿，且有四个凹齿，属于阴转子。于机体两端，依次开设两种孔口，也就是吸气以及排气孔口^[1]。于伸出轴，设置多个组件以及齿轮，如大家熟悉的密封组件。在联轴器作用之下，使得阳转子得以旋转，在齿轮的作用之下，促进阴转子进一步旋转，两个转子彼此没有接触，从速比上来看，齿轮和转子是一样的。基于轴承的支持，再加上对厚薄片进行调节，从而确保二者间的间隙。对于气缸以及转子来讲，两者间有着一定的间隙。

3.运行原理

对于压缩机运行原理，根据顺序的不同，可以分成多个过程，如压缩过程。基于电机的作用，当阳转子工作时，促使阴转子相向运动，到进气口连通处时，进行吸气运动，持续旋转，持续提高空间容积。基于此，密封腔持续吸进气体，在转到进气口处时，结束整个吸气过程；组件接着旋转，朝着排气口运动，空间容积慢慢减小，由于压缩的作用，进到导致压力变大，直至和排气口相连处，结束压缩过程；在转到和排气口相连处时，基于旋转的作用，使得气体被压缩，从而由管道慢慢排出，在此之后，结束排气过程，紧接着，开展气体压缩过程。对于该种压缩机来讲，其有着一系列的优势，运行稳定，体积并不大，结构较为紧凑等，机组存在润滑系统，不过由于啮合转动特征，当处于工作状态，会产生相对大的噪声，这属于机组工作的不足。具体利用中，对机组的多个方面开展问题分析，并且优化适用性运用。

4.工作中出现的问题

对于压缩机工作中出现的问题，本文主要从以下方面进行分析，以供参考。（1）润滑油系统。在该系统中，各设置有两台冷却器以及过滤器，都是一台运用，另一台作为备用。工作中发现，当对备用装置进行切换时，需开启排气阀，在充满油的基础上，才能开展倒机操作^[2]。针对排气阀，在油溢出的情况下，方可明确充满油，不过就溢出的油而言，会给装置带来污染；除此之外，对于备用设备，不可以长时间为立刻利用阶段，哪怕一直充满油，不够油温不符合应用需要。

（2）喷液系统。对于喷注的液体来讲，源于喷液管线，所采用的介质是脱盐水，在启动机组的时候，属于管网补水，针对于出口压力，在其超过0.45兆帕的情况下，同时液位大于0.3米，构建循环喷液。在喷液作用之下，由于压缩，而导致排气温度变高，可以充分把控此现象，以便能够形成等温压缩过程，与此同时，显著增加容积以及绝热效率，由此，能够很好降低功耗与噪声。另一方面，借助冷却液的作用，对转子之间的间隙进行密封处理，避免压缩介质出现泄漏的现象。不过当处于补液过程，需通过中控室，以远程的方式，对温度进行监督控制，并且对补液阀门开展调整，当机组工作初期时，处于全回流过程，不易对阀门实行调整，存在较大的噪声，且有碍于通信。

（3）介质气系统。该系统包含吸入气体的一系列操作，如过滤与分离等，及有关的安全设备与控制系统，流程上有着较多的设备，具体而言，过滤器以及冷却器等。因为设备繁多，再加上体型较大，采取分两层的形式，对压缩机进行布局。就调节阀门来说，因为设于一层顶部，处在管线旁，当进行升压时，类似地，通过主控室，结合压力的大小，指挥操作者开展相应的调整，对于调节精度来讲，很大程度上被人为原因所影响，极有可能导致压力波动。

5.相关的优化举措

（1）针对润滑油系统而言，不管是其中的过滤器还是冷却器，都应将其顶部排气阀出口放到油箱上，构建油路循环。如此一来，不但可以全面防止润滑油出现外溢情况，还能留出小开度，让备用设备一直保持在满油状态，且油温能够达到应用状态时，达到任意状态下都能切换备用设备，以降低压缩机倒机时间。（2）对于喷液系统来说，不管是补液管线，还是循环喷液管线，都应对其控制阀门进行适当的调整，将其变成自动调节阀，从而达到自动调节控制，有利于手动调节方式实现0.1%开度调节，进一步确保压缩机出口温度。（3）就介质气出口阀门而言，也应将其手动调节方式变成自动调节方式，对回流阀开关度进行科学控制，让出口压力可以一直处于平稳升压状态，如此才能确保系统升压的稳定性，也能进一步降低操作人员数量，有效降低人工成本，从而保证能够达到直接提升经济效益的目的。

结论：综上所述，具体进行生产运行时，可借助以上手段，对润滑油系统管路进行优化，与此同时，不但要对喷液系统开展自动控制，还应对介质气系统开展自动控制。基于螺杆机的实际运用，有效确保了螺杆压缩机操作稳定性，并对LNG系统的重要设备进行了保护，从而促进了LNG生产系统的安全运行。

参考文献：

[1]田茂林.螺杆压缩机在焦炉煤气制LNG工艺上的应用[J].设备管理与维修,2021(03):136-137.

[2]曾跃波,易柳峰,李志才.焦炉气的生产与利用及工艺螺杆压缩机的选择[J].广州化工,2019,42(23):48-50.