丙烯制冷操作规程

丙烯制冷操作规程

1 岗位生产任务及意义

本岗位使用汽轮机驱动离心式压缩机，以丙烯为介质，通过压缩，用水冷凝，节流降压蒸发，达到制冷效果，提供冷量给低温甲醇洗系统中各深冷器，补偿系统冷量损失。

本操作法规定了丙烯压缩机岗位的生产任务，生产原理和工艺流程，正常生产操作方法和工艺指标，系统的开车与停车，异常情况及处理，安全技术要点及保安措施等内容。本操作法适用于丙烯压缩机岗位和总控岗位的工艺操作技术。

2 工艺过程概述

2.1 离心式压缩机的工作原理

离心式压缩机的工作原理与输送液体的离心泵类似，气体从中心流入叶轮，在高速旋转的叶轮作用下，随叶轮作高速旋转并沿半径方向甩出来。叶轮在驱动机械作用下对气体作了功。因此，气体在叶轮内的流动过程中，一方面由于受旋转离心力的作用增加了气体本身的压力，另一方面又得到了很大的速度能（动能）。气体离开叶轮后，这部分速度能在通过叶轮后的扩压器、回流器弯道的过程中转变为压力能，进一步使气体的压力得到提高。

2.2 汽轮机的工作原理

由管网来的中压蒸汽，经汽轮机喷嘴膨胀后，压力逐渐降低，流速增加，热能转化为动能，蒸汽变为高速气流喷射到叶片上，推动叶片转动，叶片再带动主轴转动，动能转化为机械能，进而带动压缩机主轴一起转动。

2.3 丙烯压缩制冷原理

制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和空间内将某物体或液体冷却，使其温度降低到环境温度以下，并保持这个温度。

制冷的方法很多，常见的有以下四种：液体汽化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷，其中液体汽化制冷的应用最为广泛，丙烯制冷就是其中一种，它是利用丙烯液体汽化时的吸热效应实现制冷的。

液体汽化成蒸汽，当液体处于密闭容器时，若此容器内除了液体及液体自身的蒸汽外不存在任何其他气体，那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡，此时的汽体称为饱和蒸汽，它所具有的压力称为该温度下的饱和压力，温度称为饱和温度。饱和压力随温度的升高而升高。如果将一部分饱和蒸汽从容器

中抽出，液体中就必须再汽化一部分蒸汽来维持平衡，液体汽化时，需要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却对象，它使被冷却对象变冷，或者使它维持在低于环境温度的某一低温。

为使上述过程继续进行，必须不断的从容器中抽出蒸汽，再不断地将液体补充进去。通过一定的方法把蒸汽抽出，并使它凝结成液体后再回到容器中，就能满足这一要求。从容器中抽出的蒸汽，如果直接凝结成液体，所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低，而我们希望蒸汽的冷凝过程在常温下实现，因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。这样，制冷工质将在低温低压下蒸发，产生制冷效应，并在高温高压下冷凝，向环境或冷却介质放出热量。因此，汽化制冷循环工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽的冷凝和高压液体的降压四个过程组成，丙烯压缩制冷循环就具备上述四个基本过程。

2.4 丙烯的物理化学性质

丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体，分子式为CH3-CH=CH2,分子量为42.08，沸点－47.7℃，熔点－185.25℃，其密度为空气的1.46倍，临界温度为91.8℃，临界压力为4.62MPa，爆炸极限为2.0～11％（VOL），闪点为－108℃，因此，丙烯在贮藏时要特别小心，如果发生泄漏，因为它比空气重，积聚在低洼处及地沟中，如在流动过程中遇到火星，则极易引起爆炸，酿成严重后果。

液体丙烯的性质和处于平衡状态下的液体和气体性质列表如下：

处于平衡状态下的丙烯液体和气体性质：

体丙烯的性质

2.5 压缩机及汽轮机概述

2.5.1 压缩机简介：

3MCL907型离心压缩机由一缸两段七级组成（一段四级，二段三级），压缩机与汽轮机由膜片联轴器（沈阳申克供）联接，压缩机和汽轮机安装在同一钢底座上，整个机组采用润滑油站供油润滑，压缩机的轴端密封采用克兰（天津）鼎铭公司的干气密封，干气密封的控制系统也由克兰（天津）鼎铭公司提供，原动机采用杭州汽轮机厂生产的NK40/56/0型凝汽式汽轮机。

1、压缩机型号及参数说明：3MCL907

2、压缩机防喘振控制：

喘振，也称之为飞动，是使透平压缩机性能反常的一种不稳定的运行状态。透平压缩机发生喘振时，将出现整个压缩机管网系统的气流周期性振荡现象。不但会使压缩机的性能显著恶化，气体参数：压力、流量产生大幅度的脉动，而且会发生一种“呼哧，呼哧”的噪音，并大大地加剧整个机组的振动。喘振会使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力；级间压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏；甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄、引起爆炸等恶性事故。

压缩机防喘振分为二段回路，分别由一段防喘振阀FV7620与二段防喘振阀FV7621控制，当出口气量过小时，出口气返回到进口，以补充气体流量起到防止丙烯压缩机喘振的作用，出口气量也不能过大，防止打气量过高而超速跳车。无论压缩机的压缩比是多少，要保证压缩机的吸入流量比喘振流量大，只有这样，才能保证压缩机稳定的工作。

2.5.2 汽轮机简介：

本汽轮机是杭州汽轮机厂根据德国西门子的反动式工业汽轮机技术来设计并生产制造的。汽轮机为凝汽式，单出轴，双侧进汽，采用向上进汽和向下排汽的结构。

汽轮机型号及参数说明：NK40/56/0

2.6 工艺流程概述

2.6.1 丙烯流程概述

开车时，液体丙烯从槽车导入丙烯贮槽T5302A/B，然后依次导入丙烯缓冲罐D7103A/B、丙烯闪蒸罐D7102、丙烯分离器D7101，最后通过液体丙烯管线去低温甲醇洗工序。

装置正常生产时，从低温甲醇洗工序来的-40℃气体丙烯,压力约0.02MPa(G), 进入丙烯分离器

D7101，气体中的液滴分离出来后以66715 Nm3/h进入丙烯压缩机K7101低压缸一段进口。

低温甲醇洗工序来的温度约4℃、压力约0.49MPa(G)MPa 丙烯气体,进入丙烯闪蒸罐D7102，分离气体中的液滴后以36123 Nm3/h补入丙烯压缩机K7101高压缸二段进口与一段出口气体混合后继续压缩至排气压力。

气体丙烯经压缩后,出压缩机K7101的气体压力升为1.7MPa(G),温度约92.3℃,依次进入1#丙烯冷凝器E7102A/B、2#丙烯冷凝器E7103A/B，最终冷凝到40℃，冷却介质为循环冷却水。丙烯气通过循环冷却水冷凝成液体后，靠重力排入丙烯缓冲罐D7103A/B。

从丙烯缓冲罐D7103A/B出来的温度为40℃、压力为1.7MPa(G)的液体丙烯一部分进入低温甲醇洗工序丙烯过冷器E1624进行冷量回收，回收冷量后的液体丙烯通过节流降压，温度和压力分别降为4℃、0.49MPa(G)，作为低温甲醇洗原料气激冷器E1602的制冷剂；另一部分直接减压至0.49MPa(G)进入丙烯闪蒸罐D7102闪蒸。

出丙烯闪蒸罐D7102的液体丙烯一部分减压至0.02MPa(G)、温度降至－40℃，经丙烯经济器E7104壳程后进入丙烯分离器D7101，另一部分经管程被降温送往低温甲醇洗作为-40℃蒸发制冷剂，各冷点蒸发后的气体返回本系统完成制冷循环。

为了防止压缩机喘振，采用了两段防喘振回路，压缩机出口经一段防喘振阀FV7620进入丙烯分离器为一段防喘振回路，经二段防喘振阀FV7621进入丙烯闪蒸罐为二段防喘振回路。

冷冻系统制冷过程中积累的不凝性气体和安全阀放空气体，经放空总管进入火炬。

丙烯闪蒸罐、丙烯分离器均有液位调节，调节液位时，液位不能调得过高，以防有液滴进入丙烯压缩机，打坏叶轮，同时也不能过低，以避免一、二段进气产生大的波动，造成压缩机喘振。丙烯闪蒸罐液位正常控制35﹪，低限报警值为25﹪，高限报警值为60﹪, 联锁停车值85﹪。丙烯分离器液位正常控制在20﹪，低限报警值为10﹪，高限报警值为50﹪，联锁停车值75﹪。

2.6.2 蒸汽及冷凝液流程概述

压力为2.5MPa(G),温度为360℃的中压蒸汽经隔离阀、速关阀、调速汽阀后进入汽轮机内膨胀做功，做功后的负压蒸汽-0.09MPa(G)排入凝汽器，在凝汽器中乏汽被冷凝为水并形成一定真空度，冷凝水用冷凝液泵送出界区。

为了维持凝汽器的真空，设有射汽抽气器，抽出其中不凝汽。抽气器设有启动抽气器和两级抽气器，启动抽气器给凝汽器建立真空，而汽轮机正常运行时，两级抽气器保证凝汽器的真空度。两级抽气器的蒸汽用凝结水泵打出的凝结水冷却，冷凝液通过疏水膨胀箱进入热井。