黃健，錢彤，朱生貴，郭振紅，邢寶山，張翔，康治國(guó)

(焦作煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001)

燒堿裝置的氯氣洗滌冷卻工藝是氯氣處理的基礎(chǔ)步驟，關(guān)系到后續(xù)氯氣干燥系統(tǒng)的良好運(yùn)行，影響到整個(gè)氯氣處理系統(tǒng)的穩(wěn)定，而氯氣冷卻工藝所使用的冷凍水是由螺桿式冷水機(jī)組獨(dú)立供給，冷凍裝置運(yùn)行的好壞對(duì)氯氣冷卻工藝系統(tǒng)的高效運(yùn)行以及后期氯氣液化效率的高低有著至關(guān)重要的作用。焦作煤業(yè)(集團(tuán))開元化工20萬t/a燒堿裝置中使用的螺桿式冷水機(jī)組憑借著良好的安全運(yùn)行管理及維護(hù)保養(yǎng)，已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行7年之余，設(shè)備性能能夠持續(xù)保持優(yōu)良狀態(tài)，對(duì)于螺桿式冷水機(jī)組進(jìn)行良好維護(hù)的做法值得同行業(yè)借鑒。

1 氯氣洗滌冷卻工藝流程

由電解工序來的濕氯氣(溫度約88 ℃)進(jìn)入氯氣洗滌塔底部，循環(huán)氯水由氯水循環(huán)泵打出，經(jīng)氯水冷卻器用循環(huán)水冷卻換熱后進(jìn)入氯氣洗滌塔上部與氯氣直接逆流接觸，氯氣冷卻到約45 ℃，氯氣中85%～90%的水分得到冷凝，并除去了氯氣中所夾帶的鹽霧。出塔氯氣再進(jìn)入氯氣冷卻器用冷凍上水進(jìn)行進(jìn)一步冷卻，氯氣出口溫度由冷凍水調(diào)節(jié)閥控制在12～15 ℃。在此冷卻過程中，氯氣中大約80%水分又被冷凝下來，這樣可節(jié)約氯氣干燥的硫酸用量，也有一部分冷凝水成霧滴狀存在于氯氣氣流中，所以除霧也是一項(xiàng)降低硫酸消耗、減少鹽霧夾帶的重要措施。冷卻后的氯氣須經(jīng)裝有高效的MECS過濾芯的水霧分離器過濾后進(jìn)入干燥系統(tǒng)(如圖1所示)。

1—安全水封；2—氯水洗滌塔；3—氯水泵；4—氯水熱交換器；5—鈦管冷卻器；6—除霧器圖1 氯氣洗滌冷卻工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of washing and cooling chlorine

螺桿式冷水機(jī)組提供了氯氣深度冷凍所需要的全部冷媒，其冷凍水直接由機(jī)組直接提供，保持冷凍水連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)以及指標(biāo)合格對(duì)于氯氣冷卻系統(tǒng)高效運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，因此，做好螺桿式冷水機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行和良好的維護(hù)工作顯得十分重要。

2 螺桿式冷水機(jī)組的結(jié)構(gòu)及主要性能

螺桿式冷水機(jī)組包括螺桿壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、膨脹閥、降膜式蒸發(fā)器、保護(hù)裝置和控制盤等主要部件，它是以R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)為制冷劑，夏季制冷，冬季制熱的一種綜合的中央空調(diào)設(shè)備。

換熱器冷熱交換原理如圖2所示。

圖2 換熱器冷熱交換原理圖Fig.2 Schematic diagram of heat-cold exchange in heat exchanger

螺桿式冷水機(jī)組的壓縮機(jī)采用的是無軸封結(jié)構(gòu)，可以徹底解決其他冷水機(jī)組存在的工質(zhì)泄漏問題，電動(dòng)機(jī)與機(jī)體為組合式設(shè)計(jì)，易于維護(hù)與保養(yǎng)。內(nèi)部設(shè)置了高效油分離系統(tǒng)，分離效率高，保證了壓縮機(jī)內(nèi)潤(rùn)滑油的充足，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)的使用壽命，徹底避免了制冷劑帶走大量的潤(rùn)滑油而產(chǎn)生冷量衰減。

采用了降膜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作方式為制冷劑通過換熱器頂部的分配器在壓差的作用下均勻噴淋到蒸發(fā)器內(nèi)的高效換熱管上，制冷劑在換熱管上形成一層薄薄的冷劑液膜，吸收管內(nèi)的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的冷劑蒸汽沿筒體兩側(cè)的上升通道至蒸發(fā)器的頂部，而不會(huì)與下落的制冷劑液體形成沖擊，使換熱效率達(dá)到最高，可減少換熱管的數(shù)量，減少蒸發(fā)器的體積及制冷劑的充注量。

3 機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行要求

3.1 開機(jī)前電氣系統(tǒng)的檢查

首次開機(jī)前應(yīng)檢查配電容量與機(jī)組功率是否相符，所選用電纜線徑是否能夠承受主機(jī)最大工作電流，供給機(jī)組的電源線上是否安裝短路開關(guān)。開機(jī)前要求確認(rèn)外接電氣線路緊固正確，其對(duì)地絕緣電阻應(yīng)大于2 MΩ。要確保接地保護(hù)正確、接線準(zhǔn)確，要求所有觸點(diǎn)無腐蝕或積灰。

3.2 壓縮機(jī)及制冷劑管路系統(tǒng)的檢查

日常要嚴(yán)格確認(rèn)壓縮機(jī)的油位負(fù)荷從視油鏡觀測(cè)油面在大于視油鏡高度的25%。認(rèn)真確認(rèn)壓縮機(jī)容調(diào)電磁閥線圈鎖緊，容調(diào)毛細(xì)管無破損。確認(rèn)系統(tǒng)中的全部制冷劑閥(壓縮機(jī)的吸氣、排氣截止閥、管路上的維修閥、角閥、球閥)是否打開，閥的盤根是否鎖緊，檢查高、低壓力值是否異常。仔細(xì)檢查壓縮機(jī)潤(rùn)滑油是否預(yù)熱8 h以上。檢查各電氣元件是否能正常上電。初次調(diào)試或進(jìn)行電氣變動(dòng)后，檢查壓縮機(jī)接線是否正確，壓縮機(jī)啟動(dòng)后應(yīng)立即關(guān)機(jī)，觀察瞬間系統(tǒng)壓力變化，確保排氣壓力上升，吸氣壓力下降。

3.3 水系統(tǒng)的檢查

日常巡檢中崗位人員要勤于檢查冷卻水和冷卻水管路是否沖刷干凈，冷卻塔、水池等與外界相同的部分是否有雜物，確保管內(nèi)無雜質(zhì)和異物。檢查水側(cè)的壓力表和溫度計(jì)的連接是否正確，壓力表應(yīng)與水管成90°垂直安裝，溫度計(jì)的安裝應(yīng)保證其感溫探頭直接插入水管路中。檢查出水側(cè)流量開關(guān)是否正確安裝，確認(rèn)流量開關(guān)與控制柜已正確接線。啟動(dòng)冷水和冷卻水水泵，檢查水泵轉(zhuǎn)向。正確的水泵轉(zhuǎn)向應(yīng)為順時(shí)針方向，否則請(qǐng)重新檢測(cè)水泵接線。開啟冷水和冷卻水水泵，使水流開始循環(huán)。檢查水管管道是否泄漏，有無明顯漏水和滴水現(xiàn)象。

3.4 正常運(yùn)行操作

機(jī)組啟動(dòng)前，首先要先開啟冷水泵、冷卻水泵，檢查水流量符合機(jī)組要求。在合上控制回路開關(guān)后，顯示屏上應(yīng)有各項(xiàng)數(shù)值顯示。其次，要檢查或重新設(shè)定電控柜顯示屏上各類設(shè)定內(nèi)容符合使用要求。啟動(dòng)壓縮機(jī)電源，機(jī)組運(yùn)行后確認(rèn)壓縮機(jī)無異常振動(dòng)或噪聲。最后，正常運(yùn)行后應(yīng)用鉗型表檢測(cè)各項(xiàng)運(yùn)行電流是否符合要求。

4 機(jī)組維護(hù)及日常管理

4.1 嚴(yán)格水質(zhì)管理

為了長(zhǎng)期、高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)冷水機(jī)組，須對(duì)冷水、冷卻水進(jìn)行水質(zhì)管理，要嚴(yán)格執(zhí)行表1中的水質(zhì)基準(zhǔn)值，防止結(jié)垢和腐蝕。

表1 冷卻水、冷水的水質(zhì)基準(zhǔn)值Table 1 Reference value of cold water quality and cool water quality

4.2 注意結(jié)冰保護(hù)

首先，如果機(jī)組停止使用且當(dāng)環(huán)境溫度低于0 ℃時(shí)，應(yīng)將蒸發(fā)器與冷凝器中的水排凈，卸下端蓋，用壓縮空氣將管道吹干。其次，在機(jī)組運(yùn)行過程中，如果冷水?dāng)嗔?，也極有可能在蒸發(fā)器及管道中結(jié)冰。此外，當(dāng)向主機(jī)內(nèi)沖注制冷劑或維修機(jī)組向外排放制冷劑時(shí)，也有可能凍結(jié)蒸發(fā)器及冷凝器管道。為了防止凍結(jié)，務(wù)必要在確認(rèn)冷水泵和冷卻水泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下輸送制冷劑。

4.3 日常維護(hù)管理精細(xì)化

日常維護(hù)中要尤其注意冷卻水中的泥沙、藻類容易沉積在冷凝器管束中，將會(huì)大大降低機(jī)組效率。因此，要根據(jù)水質(zhì)變化要在一定的周期內(nèi)拆開冷凝器的端蓋并進(jìn)行清洗水管。另外，使用頻繁季節(jié)，每月要進(jìn)行一次水質(zhì)分析，確認(rèn)水質(zhì)符合要求。如遇結(jié)垢等問題，必要的時(shí)候可使用化學(xué)清洗，將化學(xué)藥劑注入換熱器中，使溶液腐蝕雜質(zhì)并將其帶走。在清洗完成后，必須用符合標(biāo)準(zhǔn)的潔凈水沖走化學(xué)溶液并清洗整個(gè)系統(tǒng)，以免化學(xué)溶液腐蝕金屬表面。

4.4 嚴(yán)格日常維護(hù)

崗位員工要按時(shí)間對(duì)機(jī)組進(jìn)行巡檢，通過觸摸屏檢查機(jī)組的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力，檢查蒸發(fā)溫度與冷水出水溫度的差值、冷凝溫度與冷卻水出水溫度的差值，還要注意其變化趨勢(shì)。要定期檢查制冷劑過濾干燥器，若發(fā)現(xiàn)過濾器干燥出口位置有結(jié)霜現(xiàn)象，則說明存在堵塞。應(yīng)注意及時(shí)更換制冷劑過濾干燥器。檢查油箱中的油位，正常的油位一般高于油鏡中1/4的位置。