一种防结垢的荒煤气压缩机组的制作方法

1.本实用新型属于离心压缩机技术领域，涉及荒煤气压缩机组，具体涉及一种防结垢的荒煤气压缩机组。


背景技术：

2.离心压缩机作为工艺流程的心脏设备，为工艺系统提供所需流量和压力，实现工艺流程的正常运行。若介质中含有较多的固体粉尘加之一定量的液滴，离心压缩机运行时，会在压缩机转子、定子件流道结垢堵塞。结垢物堵塞流道会使压缩机性能不断降低，影响工艺系统的正常运行，另外若在转子件上结垢不均匀会导致压缩机失去平衡，造成压缩机振动不断增大，甚至出现振动超标跳车风险，从而导致工艺系统非正常停机甚至安全事故。
3.现有技术中的方案总体分为两类：一类为不采取任何措施，当压缩机运行有一定结垢后，停机进行检修清理。一般运行时间较短，不超过3个月，远远满足不了工艺正常检修周期所需连续运行时间。另一类为在压缩机各段进气管道及每段除首级外的弯道进行喷水。实践证明，在压缩机各段进气管道及每段除首级外在弯道进行喷水的方案，有如下缺陷：
4.(a)由于喷水雾化不完全，增加了介质中的含水量，在压缩机进口和各弯道存在液态水进入压缩机的现象，加之介质中存在硫化氢、氰化氢、氨等腐蚀性介质，其遇水溶于水后会形成酸性液滴，进入高速旋转的叶轮后，会造成叶轮点蚀的风险。
5.(b)压缩机上配套喷水喷头，需要在压缩机承压机壳上开孔，对喷水装置及安装均需要严格要求，设计安装不当会有对外泄漏的风险。
6.(c)配套压缩机喷水装置，需要设计复杂的喷水系统，带来成本上增加，另外也带来了控制的复杂性。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种防结垢的荒煤气压缩机组，以解决现有技术中的压缩机由于液态水的存在导致容易结垢的技术问题。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
9.一种防结垢的荒煤气压缩机组，包括压缩机，所述的压缩机分为依次相连的一段、二段和三段，一段上连接有一段进气管的一端和一段出气管的一端，二段上连接有二段进气管的一端和二段出气管的一端，三段上连接有三段进气管的一端和三段出气管的一端；
10.所述的一段进气管上设置有一段进口换热器，所述的二段进气管上设置有二段进口换热器，所述的三段进气管上设置有三段进口换热器；
11.所述的一段出气管上设置有一二段间冷却器，所述的二段出气管上设置有二三段间冷却器。
12.本实用新型还具有如下技术特征：
13.还包括上游工艺气进气管，上游工艺气进气管与进口分离器的进气口相连，进口
分离器的出气口与一段进气管的另一端相连；
14.所述的一段出气管的另一端与一二段间分离器的进气口相连，一二段间分离器的出气口与二段进气管的另一端相连；
15.所述的二段出气管的另一端与二三段间分离器的进气口相连，二三段间分离器的出气口与三段进气管的另一端相连；
16.所述的三段出气管的另一端与下游工艺管相连。
17.所述的一二段间分离器和二三段间分离器上分别设置有安全阀。
18.所述的进口换热器上也设置有安全阀。
19.所述的一段进气管、一段出气管、二段进气管、二段出气管、三段进气管和三段出气管上分别安装有温度变送器和压力变送器。
20.本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
21.(ⅰ)本实用新型通过对进入压缩机气体的预热，使气体有一定的过热，彻底防止了由于压缩机设计的特点进口温度会降低导致有水析出的现象。
22.(ⅱ)本实用新型在压缩机进口没有液态水产生的情况下，一些粉尘杂质无法形成具有较强粘附力的球团，从而大大缓解了结垢现象的产生。
23.(ⅲ)本实用新型预估使得此类压缩机可以连续运行1年以上，减少压缩机检修次数2～3次，以减少2次及每次检修周期15天，对应550万吨每年低阶煤热解煤气综合利用项目，每天纯利润20万元核算。1年可多产生利润600万元。且未包含每次的检修费。
附图说明
24.图1为防结垢的荒煤气压缩机组的整体示意图。
25.图中各个标号的含义为：1-压缩机，101-一段，102-二段，103-三段，2-一段进气管，3-一段出气管，4-二段进气管，5-二段出气管，6-三段进气管，7-三段出气管，8-上游工艺气进气管，9-进口分离器，10-一二段间分离器，11-二三段间分离器，12-下游工艺管，13-一段进口换热器，14-二段进口换热器，15-三段进口换热器，16-一二段间冷却器，17-二三段间冷却器，18-温度变送器，19-压力变送器，20-安全阀。
26.以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
27.需要说明的是，本实用新型中的所有设备和零部件，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的设备和零部件。例如压缩机采用已知的压缩机。
28.本实用新型的技术构思为：
29.在工业领域里，一般情况下，需要增压的流程气介质中均含有一定量的杂质。对于煤化工行业，在正常情况下，需要增压的流程气体介质中含杂质比较多，主要杂质为灰及苯、萘、焦粉等固体粉尘，且介质中一般含有饱和水，典型介质如荒煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。
30.离心压缩机正常运行时，叶轮高速旋转，若介质中含有较多的固体粉尘加之一定量的液滴，会造成在压缩机转子、定子件流道结垢堵塞。
31.通过现场情况发现此类压缩机每段首级结垢最明显，而若仅含有干态的固体粉
尘，不会形成具有较强粘附力的状态，因此杜绝液态水进入压缩机，或在进入叶轮之前除去液相水是防止结垢的关键；而由于压缩机设计及配置的特点，在压缩机每段入口会有一定量的水带入或由于温度的降低析出，主要由如下几点产生：
32.第一，分离器疏水效果不完全。
33.第二，分离器和压缩机叶轮进口之间有一定的距离，存在自然换热的现象，导致气体温度降低，饱和水析出，气体成为了湿饱和气进入压缩机。
34.第三，分离器和压缩机叶轮进口之间设计气流加速，气流温度降低。
35.本实用新型中，对典型含有较多固态粉尘，结合多个工程案例的分析，研究和总结出此类工况条件结垢的形成特点和条件；针对结垢形成的条件，形成了本实用新型的防止压缩机结垢的设计方案。
36.本实用新型中，通过对压缩机气液分离器到压缩机进口之间进行理论分析，得到有水分析出是必然会发生的，一定量的液态水是压缩机每段进口形成结垢的必要条件和关键原因。
37.本实用新型首次提出防结垢需彻底去除液态水的技术思路，首次寻找到了压缩机容易结垢的原因是液态水的存在。
38.本实用新型中，在压缩机气液分离器到压缩机进口之间增加一个换热器(也可称作预热器)。使分离器之后进入压缩机之前较本段冷却器出口气体温度提升2～5℃。
39.遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
40.实施例：
41.本实施例给出一种防结垢的荒煤气压缩机组，如图1所示，包括压缩机1，压缩机1分为依次相连的一段101、二段102和三段103，一段101上连接有一段进气管2的一端和一段出气管3的一端，二段102上连接有二段进气管4的一端和二段出气管5的一端，三段103上连接有三段进气管6的一端和三段出气管7的一端。
42.还包括上游工艺气进气管8，上游工艺气进气管8与进口分离器9的进气口相连，进口分离器9的出气口与一段进气管2的另一端相连。
43.一段出气管3的另一端与一二段间分离器10的进气口相连，一二段间分离器10的出气口与二段进气管4的另一端相连。
44.二段出气管5的另一端与二三段间分离器11的进气口相连，二三段间分离器11的出气口与三段进气管6的另一端相连。
45.三段出气管7的另一端与下游工艺管12相连。
46.一段进气管2上设置有一段进口换热器13，二段进气管4上设置有二段进口换热器14，三段进气管6上设置有三段进口换热器15。
47.本实施例中，所有的分离器均为气液分离器。
48.本实施例中，配套换热器的热负荷较小，一般使分离器之后进入压缩机之前较本段冷却器出口气体温度提升2～5℃即可满足要求。
49.本实施例中，增加换热器保证入口质量流量和工艺要求一致，不会增加压缩机的额外流量，特别是压缩机首段。
50.本实施例中，换热器用于加热，可采用电加热、热水换热等不同形式。
51.作为本实施例的一种优选方案，一段出气管3上设置有一二段间冷却器16，二段出气管5上设置有二三段间冷却器17。
52.作为本实施例的一种优选方案，一段进气管2、一段出气管3、二段进气管4、二段出气管5、三段进气管6和三段出气管7上分别安装有温度变送器18和压力变送器19。
53.作为本实施例的一种优选方案，一二段间分离器10和二三段间分离器11上分别设置有安全阀20。进一步地，进口换热器13上也可根据需要设置有安全阀20。本实施例中，各段的安全阀设置的起跳压力以及安全阀的规格型号均根据实际需求进行选择。