CN218480795U - 一种防止压缩机结垢的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防止压缩机结垢的装置，包括压缩机，压缩机分为依次相连的一段、二段和三段，一段出气管上设置有一二段间冷却器，二段出气管上设置有二三段间冷却器；一二段间冷却器上游的一段出气管和二段进气管之间通过第二预热管相连，气体能够从一段出气管通过第二预热管向二段进气管输送，第二预热管上设置有二段入口温控阀；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。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。

Description

一种防止压缩机结垢的装置

技术领域

本实用新型属于离心压缩机技术领域，涉及压缩机结垢，具体涉及一种防止压缩机结垢的装置。

背景技术

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。

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：

(A)没有有效去除进入压缩机每段入口压缩机所带入及由于温度的降低而析出的水分。

(B)压缩机的结垢问题虽然有所改善，但很有限，一般可能延长1～3个月，不能满足工艺长期连续运行的要求。

(C)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。

(D)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，此类压缩机一般均为易燃易爆气体，该问题是必须杜绝的。

(E)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。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种防止压缩机结垢的装置，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。

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：

一种防止压缩机结垢的装置，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；

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；

所述的一二段间冷却器上游的一段出气管和二段进气管之间通过第二预热管相连，气体能够从一段出气管通过第二预热管向二段进气管输送，第二预热管上设置有二段入口温控阀；

所述的二三段间冷却器上游的二段出气管和三段进气管之间通过第三预热管相连，气体能够从二段出气管通过第三预热管向三段进气管输送，第三预热管上设置有三段入口温控阀。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的一二段间冷却器上游的一段出气管和一段进气管之间通过第一预热管相连，气体能够从一段出气管通过第一预热管向一段进气管输送，第一预热管上设置有一段入口温控阀。

所述的一段进气管上设置有一段进口换热器。

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；

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；

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；

所述的三段出气管的另一端与下游工艺管相连。

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。

所述的进口换热器上也设置有安全阀。

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。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(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。

(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。

(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

图1为带有一段入口温控阀的防止压缩机结垢的装置的整体示意图。

图2为带有一段进口换热器的防止压缩机结垢的装置的整体示意图。

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，8-一二段间冷却器，9-二三段间冷却器，10-第二预热管，11-二段入口温控阀，12-第三预热管，13-三段入口温控阀，14-第一预热管，15-一段入口温控阀，16-一段进口换热器，17-上游工艺气进气管，18-进口分离器，19-一二段间分离器，20-二三段间分离器，21-下游工艺管，22-安全阀，23-温度变送器，24-压力变送器。

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

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。

本实用新型的技术构思为：

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。

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。

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：

第一，分离器疏水效果不完全。

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。

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。

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。

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。

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。

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热气流管路。热气流来自各段冷却前管路，对于压缩机首段也可以来自本段出口(冷却前)。压缩机入口气流预热设计在管道上进行掺混预热；预热管路配套温控阀，掺混后管道设置温度计，便于后期实现自动控制。本实用新型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℃。

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，凡在本申请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。

实施例1：

本实施例给出一种防止压缩机结垢的装置，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；

一段出气管3上设置有一二段间冷却器8，二段出气管5上设置有二三段间冷却器9；

一二段间冷却器8上游的一段出气管3和二段进气管4之间通过第二预热管10相连，气体能够从一段出气管3通过第二预热管10向二段进气管4输送，第二预热管10上设置有二段入口温控阀11；

二三段间冷却器9上游的二段出气管5和三段进气管6之间通过第三预热管12相连，气体能够从二段出气管5通过第三预热管12向三段进气管6输送，第三预热管12上设置有三段入口温控阀13。

本实施例中，预热管配套一个温控阀，通过具体项目的计算，确定好所需提升的预热温度，在掺混后稳流段设置温度测点，参与控制，便于后期实现自动控制。

本实施例中，对于压缩机后面段，热气流来自段间冷却器上游，由于段间冷却和分离器均有一定的压力损失，热气流压力高于相应入口段压力，热气流不需要另外增压便可顺利进入相应入口段进行预热，另外保证了总流量不变，避免了大幅度地增大压缩机的耗功。

本实施例中，管道掺混到压缩机进口法兰处需保证一定的直管段，保证进入压缩机气流的均匀性，减少流动损失。

作为本实施例的一种优选方案，还包括上游工艺气进气管17，上游工艺气进气管17与进口分离器18的进气口相连，进口分离器18的出气口与一段进气管2的另一端相连；

一段出气管3的另一端与一二段间分离器19的进气口相连，一二段间分离器19的出气口与二段进气管4的另一端相连；

二段出气管5的另一端与二三段间分离器20的进气口相连，二三段间分离器20的出气口与三段进气管6的另一端相连；

三段出气管7的另一端与下游工艺管21相连。

本实施例中，所有的分离器均为气液分离器。

作为本实施例的一种优选方案，一二段间分离器19和二三段间分离器20上分别设置有安全阀22。进一步的，进口换热器16上也设置有安全阀22。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。

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23和压力变送器24。

实施例2：

本实施例给出一种防止压缩机结垢的装置，该装置包括实施例1中给出的防止压缩机结垢的装置的全部方案，在此基础上，本实施例还包括以下技术方案：

如图1所示，一二段间冷却器8上游的一段出气管3和一段进气管2之间通过第一预热管14相连，气体能够从一段出气管3通过第一预热管14向一段进气管2输送，第一预热管14上设置有一段入口温控阀15。

本实施例中，压缩机1的一段101采用一段出口回流提高温度的方案，在压缩工段中得以实现，不需要压缩机系统以外工艺介入，方案相对独立，提升了方案实施的可行性。

实施例3：

本实施例给出一种防止压缩机结垢的装置，该装置包括实施例1中给出的防止压缩机结垢的装置的全部方案，在此基础上，本实施例还包括以下技术方案：

如图2所示，一段进气管2上设置有一段进口换热器16。

本实施例中，为了使减少由于压缩机1的一段101回流而产生的能耗浪费，压缩机1的一段101采用增加换热器提高温度的方案，在压缩机1的一段101入口过滤分离器到压缩机进口之间增加一台换热器(加热，可采用电加热、热水换热等不同形式)，同样可以提升进入压缩机的入口温度，使气体处于过热状态，防止进入压缩机叶轮前出现饱和水析出的现象。

Claims (7)

1.一种防止压缩机结垢的装置，包括压缩机(1)，所述的压缩机(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，其特征在于：

所述的一段出气管(3)上设置有一二段间冷却器(8)，所述的二段出气管(5)上设置有二三段间冷却器(9)；

所述的一二段间冷却器(8)上游的一段出气管(3)和二段进气管(4)之间通过第二预热管(10)相连，气体能够从一段出气管(3)通过第二预热管(10)向二段进气管(4)输送，第二预热管(10)上设置有二段入口温控阀(11)；

所述的二三段间冷却器(9)上游的二段出气管(5)和三段进气管(6)之间通过第三预热管(12)相连，气体能够从二段出气管(5)通过第三预热管(12)向三段进气管(6)输送，第三预热管(12)上设置有三段入口温控阀(13)。

2.如权利要求1所述的防止压缩机结垢的装置，其特征在于，所述的一二段间冷却器(8)上游的一段出气管(3)和一段进气管(2)之间通过第一预热管(14)相连，气体能够从一段出气管(3)通过第一预热管(14)向一段进气管(2)输送，第一预热管(14)上设置有一段入口温控阀(15)。

3.如权利要求1所述的防止压缩机结垢的装置，其特征在于，所述的一段进气管(2)上设置有一段进口换热器(16)。

4.如权利要求1所述的防止压缩机结垢的装置，其特征在于，还包括上游工艺气进气管(17)，上游工艺气进气管(17)与进口分离器(18)的进气口相连，进口分离器(18)的出气口与一段进气管(2)的另一端相连；

所述的一段出气管(3)的另一端与一二段间分离器(19)的进气口相连，一二段间分离器(19)的出气口与二段进气管(4)的另一端相连；

所述的二段出气管(5)的另一端与二三段间分离器(20)的进气口相连，二三段间分离器(20)的出气口与三段进气管(6)的另一端相连；

所述的三段出气管(7)的另一端与下游工艺管(21)相连。

5.如权利要求4所述的防止压缩机结垢的装置，其特征在于，所述的一二段间分离器(19)和二三段间分离器(20)上分别设置有安全阀(22)。

6.如权利要求5所述的防止压缩机结垢的装置，其特征在于，所述的进口换热器(16)上也设置有安全阀(22)。

7.如权利要求1所述的防止压缩机结垢的装置，其特征在于，所述的一段进气管(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(23)和压力变送器(24)。

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