新型高效油雾分离技术在空分装置的应用

新型高效油雾分离技术在空分装置的应用

余绍利高慧芳任智红

兰州石化公司   甘肃兰州  730060

摘要:在化工领域，各种大型、高速设备普遍使用集中循环供油润滑，依靠润滑油减少摩擦，并将设备运行中产生的废热和系统污染物带回油箱集中冷却、过滤,由此产生了大量油烟需要额外处理。特别是大型压缩机、汽轮机设备，对油烟的处理甚至影响到设备的正常运行与否。随着国家排放标准的提高，对安全隐患的认识也在改变，危害环境的问题和节能降耗目标已成为设备管理方面的一项重要工作，新型高效油雾分离技术也因此获得了越来越广泛的应用。

关键词:高效油雾分离技术；压缩机；油烟排放

引言

兰州石化空分装置分为3#6000和4#6000两套装置，其中3#6000和4#6000两套装置共有压缩机4台，多年以来压缩机油系统的油烟排放量大，一直危害着环境和装置的节能降耗。2019年5月，空分装置3台压缩机（3#空压机、氮压机；4#空压机）实施了油烟尾气治理项目，安装3台常州威肯公司高效油雾分离器（型号：OMB500-4.0-DN250/100-SS），解决了油烟排放大的问题，为装置的安全环保运行奠定了基础。

一．装置简介

兰州石化空分3#6000装置建于1997年1月投建，生产能力为氮气13000Nm3/h，氧气6000Nm3/h。4#6000装置于2006年6投建，生产能力为氮气18200Nm3/h，氧气6800Nm3/h。其中担负着兰州石化公司化工区的氮气供应任务。

二．改造前现状

空分装置空气压缩机采用沈阳鼓风机厂的设备，为“H”型压缩机。润滑油箱是L-TSA 46#汽轮机油，两台螺杆油泵，一用一备；润滑流程配备高位油箱、电加热器、冷却器、过滤器等。油箱上有油烟喷射器，用以保持油箱负压以便回油顺畅及处理油烟尾气，油烟管线上设有一废油罐回收废油，润滑油系统油烟尾气大，造成了一定的环境污染。

图1 油烟喷射器                    图2 废油回收罐

三.改造过程

2017年3月23日对炼油厂300万柴油加氢装置和动力厂8000制氮装置油烟尾气处理方法进行了调研。炼油厂300万柴油加氢装置循环氢压缩机油烟尾气处理装置由寰球公司设计，采用高效油雾分离器进行尾气治理，尾气油烟排放口无明显烟气，处理效果良好。

为了解决尾气油烟排放大的现状，2017年6月2日上报项目建议书。2018年4月19日项目初设通过，委托施工图。2018年设备采购7月25日完成招标。2018年9月26日施工图完成。2019年5月，确定施工单位为陕西化建，设备备件材料齐全，具备施工条件。2019年5月17日，施工完毕。2019年5月18日，试车投用。

四．高效油雾分离器的简介

常州威肯OMB高效油雾分离器集过滤与高效分离两种功能于一体，核心采用“聚结分离”技术去除油烟中的油雾。通过有效清除烟气中的颗粒杂质及雾化油烟、水汽，避免环境污染降低润滑油消耗。

三级分离：1.油雾自油箱顶部进入分离器时螺旋上升进行第一次气液分离。2.油雾通过滤芯时，过气不过液，进行第二次分离。3.油雾在筒体内自然沉降，顶部气体被风机抽走排出，底部液相返回油箱，进行第三次分离。        

图3 油烟分离器原理图                图4 油烟分离器模拟图

工作转速（Rotating Speed）2900rpm  400V  50HZ  3ph；

工作介质（Working Medium）: 含油空气（Oily Air）

设备入口压力（Entrance Pressure）-2Kpa（Max）；设备允许静压（Static Pressure Allowed）-10Kpa（Max）；

采用3级分离法去除油雾，第一级为离心法，第二级为粗聚集法，第三级为高效聚集分离法。除油雾效率≥99.9%，排除油烟中油液颗粒≤1um。

电机带动风机使筒体滤芯内外部产生压力差，油箱顶部负压小，风机入口负压大。油烟被抽入滤芯内部，经过二级聚集分离过滤后，大部分油滴被过滤后流到滤芯外筒体底部，由MV03回油阀送回油箱底部。

其余气体由风机经过出口阀MV02送出系统 ，油雾分离器进出口设置旁通流程，由旁通阀MV01控制，调节风机补气量。设负压表两块，风机入口负压PG01及油箱负压PG02，用以监控运行参数。

五．新建高效油雾分离器后的效果

2019年新建三套高效油雾分离器后运行良好，各项指标受控，3#6000和4#6000两套空分现场排油烟有明显改观没有排放出油烟，每阶段的润滑油加油量也降低。原润滑油补充量：177.08 kg/月 ，现润滑油补充量：124.66 kg/月 ，46#汽轮机油单价：11.3 元/kg,总计12个月；节约：（177.08-124.66）* 11.3 * 12 = 7180元 ≈0.72*3万元 ≈2.16万元。

  图5 新建高效油雾分离器            图6 高效油雾分离器油烟变大

六．高效油雾分离器使用后出现的问题

在使用一段周期后3套高效油雾分离器风机入口负压过高，油箱负压偏低， 在油雾分离器出现问题后，现场检查发现排出口油烟也较改造初期增多可见油烟，说明油雾分离器分离效果下降。从现场调查发现3套高效油雾分离器已经超出运行时常，滤芯已经饱，导致过滤效果差油烟变大。    

七．高效油雾分离器流程改造

高效油雾分离器更换滤芯要停止运行，这导致了在线无法切除。根据高效油雾分离器技术要求每两年就要更换一次滤芯，对油雾分离器的滤芯进行更换，开展检修作业对原流程进行变更，增设切断阀和管线，便于在不影响机组安全运行下，发生故障的高效油雾分离器单独切出检修和在线更换滤芯。通过增设切断阀MV04、MV05、MV06和排放管线，当出现更换油雾分离器滤芯和检修时，打开MV05和MV06，关闭MV04和MV02，停止机油雾分离器风机电机，这时油烟从增设管线阀门排出，可以对油雾分离器滤芯更换和检修，更换滤芯后降低了油烟尾气的排放量和润滑油的补充量。

图7 流程改造前                       图8 流程改造后

结论

新型高效油雾分离技术在有大型的油系统的化工装置中，通过过滤——聚结——分离——排出过程，核心采用“聚结分离”技术去除油烟中的油雾。有效清除烟气中的颗粒杂质及雾化油烟、水汽，避免环境污染和降低润滑油消耗，为装置环保运行打下基础。

[1] 空分装置操作规程.兰州石化公司企业标准. 兰州：中国石油兰州石化分公司，2020.

[2] OMB系列高效油雾分离器说明书.常州：常州威肯过滤分离环保技术有限公司，2018.

[3] 陆美娟，张浩勤. 化工原理（第二版）上册. 北京：化学工业出版社，2006.