CN217813925U - 尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及尿素生产节能装置技术领域，是一种尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其包括新压缩空气管线、二氧化碳压缩机和尿素包装压缩空气管线，新压缩空气管线与二氧化碳压缩机一段连通有压缩空气管线一。本实用新型从空分装置的增压机的一段出口引出新压缩空气管线，停用螺杆式空压机；空分装置的增压机压缩空气冗余量完全满足供应条件，通过空分装置的增压机压缩空气冗余量为尿尿素装置压缩空气管网提供压缩空气，实现空分装置的增压机压缩空气替代螺杆式空压机为尿素系统供气，达到停用螺杆式空压机的目的，既提升空气品质，又降低电力消耗，实现了降本节能。

Description

尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置

技术领域

本实用新型涉及尿素生产节能装置技术领域，是一种尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置。

背景技术

兖矿新疆煤化工有限公司60万吨醇氨联产系统，年产尿素52万吨、30万吨甲醇和30万吨合成氨（中间产品），尿素装置采用生产工艺稳定成熟的二氧化碳汽提法工艺，尿素装置包括CO₂气体压缩、液氨给料、尿素合成和汽提、循环吸收、蒸发造粒、解吸水解六部分。

公司空分装置使用林德深冷技术，配备一台以9.8 MPa蒸汽(热电锅炉提供)为动力的汽轮机组，带动空压机和增压机压缩气体做功，空压机出口气压力0.45至0.5 MPa(G)，经过分子筛吸附空气中的H₂O、CO₂、SO₂、SO₃及部分碳氢化合物，由增压机再次压缩后，进入空分冷箱，通过节流膨胀制冷，与多种介质进行冷量交换，利用气体间沸点的差异，纯化分离空气中各组分，为后系统提供纯度99.6%以上的氧气、99.99%的氮气等，并生产液氧、液氩、液氮等低温液体。

目前设计由两台螺杆式空压机为尿素装置提供脱氢和系统防腐空气。螺杆式压缩机一开一备，压缩后的空气送入气体缓冲罐，经过1号/2号切断阀，通过3号切断阀进入尿素装置压缩空气管网。

尿素装置压缩空气管网共分三路：一路经过4号切断阀送至尿素包装装置，作为尿素包装自动包装秤设备气源。一路经过流量计送至尿素CO₂压缩机一段出口，用于尿素CO₂原料气脱硫脱氢操作及高压设备防腐。另一路经过5号切断阀，使用A号自调阀组调整压缩空放空量，控制进入尿素CO₂压缩机一段压缩空气流量，满足工艺标准。

当尿素负荷发生变化后，操作人员通过A号自调阀控制放空量，控制进入尿素CO₂压缩机一段压缩空气流量，使系统内氧含量满足工艺指标，确保有足够的氧气在设备内壁形成氧化膜，以保护设备运行安全。

上述螺杆式空压机排气压力0.7MPa，额定功率132KW，外送气量22.08m³/min，年耗电量约104.544万度，能耗较高。

发明内容

本实用新型提供了一种尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有采用螺杆式空压机为尿素装置压缩空气管网提供压缩空气存在能耗较高的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，包括新压缩空气管线、二氧化碳压缩机和尿素包装压缩空气管线，新压缩空气管线与二氧化碳压缩机一段连通有压缩空气管线一，新压缩空气管线与压缩空气管线一的衔接处与尿素包装压缩空气管线连通，在压缩空气管线一上连通有放空管线；在尿素包装压缩空气管线上串接有4号切断阀，在放空管线上沿着介质流向依序串接有5号切断阀和A号自调阀，在新压缩空气管线沿着介质流向依序串接有6号切断阀、B号自调阀、7号切断阀和8号切断阀。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还包括螺杆式空压机A和螺杆式空压机B，新压缩空气管线和放空管线之间的压缩空气管线一与螺杆式空压机A的出气端之间连通有压缩空气管线二，在压缩空气管线二上沿介质流向依序串接有2号切断阀和3号切断阀，2号切断阀和3号切断阀之间的压缩空气管线二与螺杆式空压机B之间连通有压缩空气管线三，在压缩空气管线三上串接有1号切断阀。

上述靠近二氧化碳压缩机一段的压缩空气管线一上设置有流量计。

上述放空管线上连通有与A号自调阀并联的旁通管。

上述A号自调阀进口侧与旁通管进口端之间的放空管线上连通有导淋管，在A号自调阀出口侧与旁通管出口端之间的放空管线上连通有导淋管，在导淋管上串接有阀门。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其从空分装置的增压机的一段出口引出新压缩空气管线，停用螺杆式空压机；空分装置的增压机压缩空气冗余量完全满足供应条件，通过空分装置的增压机压缩空气冗余量为尿素包装、二氧化碳压缩机一段等提供压缩空气，实现空分装置的增压机压缩空气替代螺杆式空压机为尿素系统供气，达到停用螺杆式空压机的目的，既提升空气品质，又降低电力消耗，实现了降本节能。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为新压缩空气管线，2为压缩空气管线一，3为放空管线，4为4号切断阀，5为5号切断阀，6为A号自调阀，7为6号切断阀，8为B号自调阀，9为7号切断阀，10为8号切断阀，11为螺杆式空压机A，12为螺杆式空压机B，13为压缩空气管线二，14为2号切断阀，15为3号切断阀，16为压缩空气管线三，17为1号切断阀，18为旁通管，19为导淋管，20为尿素包装压缩空气管线,21为流量计。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置包括新压缩空气管线1、二氧化碳压缩机和尿素包装压缩空气管线20，新压缩空气管线1与二氧化碳压缩机一段连通有压缩空气管线一2，新压缩空气管线1与压缩空气管线一2的衔接处与尿素包装压缩空气管线20连通，在压缩空气管线一2上连通有放空管线3；在尿素包装压缩空气管线20上串接有4号切断阀4，在放空管线3上沿着介质流向依序串接有5号切断阀5和A号自调阀6，在新压缩空气管线1沿着介质流向依序串接有6号切断阀7、B号自调阀8、7号切断阀9和8号切断阀10。

针对空分装置现有余量压缩空气的情况，从空分装置的增压机的一段出口引出新压缩空气管线1，停用螺杆式空压机（螺杆式空压机A 11和螺杆式空压机B 12）。经过计算，尿素装置压缩空气最大使用量为1300Nm³/h，空分装置的增压机压缩空气冗余量完全满足供应条件，通过空分装置的增压机压缩空气冗余量为尿素包装、二氧化碳压缩机一段等尿素装置压缩空气管网提供压缩空气，实现空分装置的增压机压缩空气替代螺杆式空压机为尿素系统供气，达到停用螺杆式空压机的目的，既提升空气品质，又降低电力消耗，实现了降本节能。

螺杆式空压机额定功率132KW/H，按照一年330天的运行时间，停运后年可减少电力消耗104.544万度，按照单价0.34元/度电价计算，一年可节约资金约35.5万元。

可根据实际需要，对上述尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，上述尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置还包括螺杆式空压机A 11和螺杆式空压机B 12，新压缩空气管线1和放空管线3之间的压缩空气管线一2与螺杆式空压机A 11的出气端之间连通有压缩空气管线二13，在压缩空气管线二13上沿介质流向依序串接有2号切断阀14和3号切断阀15，2号切断阀14和3号切断阀15之间的压缩空气管线二13与螺杆式空压机B 12之间连通有压缩空气管线三16，在压缩空气管线三16上串接有1号切断阀17。

在空分工况（空分装置）异常时，此管网可快速切换及时恢复螺杆式空压机（螺杆式空压机A11或螺杆式空压机B12）供气，经多次尝试总结，实现了尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合，使用空分装置增压机和螺杆式压缩机两路气源供气，完全满足生产需要。

空分系统（空分装置）运行正常期间，尿素装置压缩空气管网（尿素包装压缩空气管线20、压缩空气管线一2、放空管线3）由空分装置的增压机提供气源，停用螺杆式空压机（螺杆式空压机A 11和螺杆式空压机B 12）。空分装置异常时，立即开启螺杆式空压机，关闭8号切断阀10和B号自调阀8及其阀组，使用螺杆式空压机提供压缩空气。

如附图1所示，在靠近二氧化碳压缩机一段的压缩空气管线一2上设置有流量计21。

如附图1所示，在放空管线3上连通有与A号自调阀6并联的旁通管18。

如附图1所示，在A号自调阀6进口侧与旁通管18进口端之间的放空管线3上连通有导淋管19，在A号自调阀6出口侧与旁通管18出口端之间的放空管线3上连通有导淋管19，在导淋管19上串接有阀门。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：

空分装置运行正常时，通过其为尿素装置压缩空气管网提供压缩空气，缓慢打开B号自调阀8及其6号、7号切断阀9；缓慢开启8号切断阀10，并及时调整A号自调阀6，逐步关闭3号切断阀15并降低螺杆式空压机负荷。利用A号自调阀6稳定（压缩空气管线一2）压缩空气至尿素二氧化碳气体压缩机一段出口流量，直至3号切断阀15关闭，螺杆式空压机停机备车，压缩空气至尿素二氧化碳气体压缩机一段出口流量必须满足生产指标，并在A号自调阀6后建立放空，放空量必须满足尿素装置最大负荷时的使用需求。

空分装置异常时，关闭B号自调阀8及前后切断阀，关闭8号切断阀10，第一时间开启螺杆空压机（螺杆式空压机A 11或螺杆式空压机B 12），及时提供压缩空气。

Claims (7)

1.一种尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于包括新压缩空气管线、二氧化碳压缩机和尿素包装压缩空气管线，新压缩空气管线与二氧化碳压缩机一段连通有压缩空气管线一，新压缩空气管线与压缩空气管线一的衔接处与尿素包装压缩空气管线连通，在压缩空气管线一上连通有放空管线；在尿素包装压缩空气管线上串接有4号切断阀，在放空管线上沿着介质流向依序串接有5号切断阀和A号自调阀，在新压缩空气管线沿着介质流向依序串接有6号切断阀、B号自调阀、7号切断阀和8号切断阀。

2.根据权利要求1所述的尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于还包括螺杆式空压机A和螺杆式空压机B，新压缩空气管线和放空管线之间的压缩空气管线一与螺杆式空压机A的出气端之间连通有压缩空气管线二，在压缩空气管线二上沿介质流向依序串接有2号切断阀和3号切断阀，2号切断阀和3号切断阀之间的压缩空气管线二与螺杆式空压机B之间连通有压缩空气管线三，在压缩空气管线三上串接有1号切断阀。

3.根据权利要求1或2所述的尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于靠近二氧化碳压缩机一段的压缩空气管线一上设置有流量计。

4.根据权利要求1或2所述的尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于放空管线上连通有与A号自调阀并联的旁通管。

5.根据权利要求3所述的尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于放空管线上连通有与A号自调阀并联的旁通管。

6.根据权利要求4所述的尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于A号自调阀进口侧与旁通管进口端之间的放空管线上连通有导淋管，在A号自调阀出口侧与旁通管出口端之间的放空管线上连通有导淋管，在导淋管上串接有阀门。

7.根据权利要求5所述的尿素生产用螺杆式压缩机与空分系统耦合装置，其特征在于A号自调阀进口侧与旁通管进口端之间的放空管线上连通有导淋管，在A号自调阀出口侧与旁通管出口端之间的放空管线上连通有导淋管，在导淋管上串接有阀门。

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