裂解气压缩机透平真空度偏低原因及改造□赵福涛 中原石化有限责任公司乙烯装置自投产以来，其裂解气压缩机
中原石化有限责任公司乙烯装置自投产以来，其裂解气压缩机（GB201）透平真空度一直偏低。虽然从表面看，在4个裂解炉运行的情况下，实际真空度只比设计值低20k～35kPa，但从绝对压力的观点看，真空度如果从 87kPa 降至 60kPa，绝对压力就从13kPa升至40kPa，蒸汽压力是原来的3倍，体积为设计值的1/3左右，膨胀不充分。因此，最终端的蒸汽流速将远远低于设计值，造成排气端温度偏高，低压缸蒸汽做功不充分，有效功减少，蒸汽消耗量增大。由此可见，改善真空度，对节能降耗、提高乙烯产量、降低生产成本是至关重要的。 一、影响真空度的因素
一、影响真空度的因素 乙烯裂解气压缩机采用凝液式透平驱动，透平真空度是由复水冷
乙烯裂解气压缩机采用凝液式透平驱动，透平真空度是由复水冷凝器（简称复水器）和抽真空喷射泵来实现的。透平末端排出的做完功的蒸汽经过与复水器管程中的冷却水换热后，绝大部分冷凝成水，在复水器形成一定液位，由复水泵抽出；部分不凝气则由抽真空泵抽出排入大气，这样就保持了透平的真空度。一般来讲，影响真空度的因素主要有以下几种： 1.复水器的冷却水量及水温
1.复水器的冷却水量及水温 如果冷却水的流量及水温达不到设计值，会使蒸汽冷凝不充分，
如果冷却水的流量及水温达不到设计值，会使蒸汽冷凝不充分，复水器内不凝气增加。而两级真空泵设计能力有限，无法将不凝气完全抽出，最终导致真空度下降。 2.真空喷射泵的工作状态
2.真空喷射泵的工作状态 中原乙烯的真空喷射泵是以高压蒸汽作为工作流体的，如果高压
中原乙烯的真空喷射泵是以高压蒸汽作为工作流体的，如果高压蒸汽参数达不到设计值或真空泵的喷嘴被蒸汽中的杂质堵塞，会影响喷射泵的工作状态，从而使真空度降低。 3.复水器的液位
3.复水器的液位 如果复水器内液位过高，其换热面积就会减少，影响冷凝效果，
如果复水器内液位过高，其换热面积就会减少，影响冷凝效果，降低真空度。 4.排气负荷的变化
4.排气负荷的变化 如果排气负荷增大，进入复水器的蒸汽增多，在其他量不变的情
如果排气负荷增大，进入复水器的蒸汽增多，在其他量不变的情况下，真空度会降低。 5.密封情况
5.密封情况 复水系统内相对大气压来说是负压，如果大气安全阀水封、复水
复水系统内相对大气压来说是负压，如果大气安全阀水封、复水泵水封不正常，或法兰接口处密封不好，就会造成向里漏气，影响真空度。 二、真空度偏低原因分析
二、真空度偏低原因分析 上述几种可能的因素，有的通过工艺调整可以解决。如复水液位，
上述几种可能的因素，有的通过工艺调整可以解决。如复水液位，可通过调节复水泵出口的调节阀维持其正常液位。而排气负荷取决于压缩机负荷，如果真空度低是因为排气负荷过大引起的，可通过降低压缩机负荷来提高真空度。对于大气安全阀水封、复水泵水封的问题，通过开车前的工艺检查可以排除。从真空度值来看，真空度虽然偏低，但在环境温度变化不大的情况下，基本维持在一个值上，这说明法兰密封性良好。而对于复水器冷却和真空喷射泵，其运行参数对复水真空度影响较大，且影响运行参数的因素较多，下面主要对这两方面的因素进行分析。 1.复水器冷却水系统
1.复水器冷却水系统 在复水器冷却水系统中，GB201段间冷凝器是冷却水的一级用
在复水器冷却水系统中，GB201段间冷凝器是冷却水的一级用户，GB201和丙烯制冷压缩机（GB501）的复水器都为冷却水的二级用户。GB501的复水器在实际运行中也遇到了真空度实际值低于设计值的问题，分析其原因和GB201系统大致相同。TV001 阀为一级用户冷却水旁通，其作用是调节冷却水的分布。当二级用户冷却水无法满足工艺要求时，开大TV001，使一次冷却水直接进入二级用户，降低二级用户的冷却水入口温度，增加冷凝效果，满足工艺要求。可见TV001 的开度也是影响 GB201 真空度的一个因素。在实际操作中，为了提高复水真空度，曾开大TV001，但效果并不明显，并且还导致GB201上段吸入罐的压力升高。究其原因，是因为冷却水总管流量有限，一次水进入二级用户的量增多，进入一级用户的水量自然就减少，使GB201系统段间冷凝器冷凝效果下降。导致段间温度和压力升高，裂解气中重组分无法冷凝下来，带入后系统增加GB201 负荷。GB201 负荷增大，又引起排气负荷增大，降低了真空度。可见，调节TV001要全面考虑，寻找一个最佳平衡点。后又经过多次试验，无论TV001 在什么开度，真空度值都与设计值差距较大。 为了进一步探究真空度偏低的原因，对GB201复水器冷却水的运
为了进一步探究真空度偏低的原因，对GB201复水器冷却水的运行参数作了全面测试。测试数据显示，复水器冷却水的温度、压力、流量都与设计值差距甚远。这说明冷却水工作参数达不到设计值是引起真空度偏低的主要因素之一。 2.复水器真空喷射泵系统
2.复水器真空喷射泵系统 真空喷射泵是利用流体流动时的能量转变来达到输送目的。工作
真空喷射泵是利用流体流动时的能量转变来达到输送目的。工作水蒸气在高压下高速从喷嘴中喷出，低压气体或水蒸气被带进高速流体中，吸入的气体与水蒸气混合后进入扩压管，速度逐渐降低，静压升高，而后从压出口排出。中原乙烯采用的是带有冷凝器的以高压蒸汽作为工作流体的两级水蒸气喷射泵。第一级喷嘴从复水器中吸入不凝气排进冷凝器(EA238)，EA238的冷却水是由复水泵打出的复水器内的冷凝水。两者在EA238 换热后，冷凝水排入复水器，部分不凝气由二级喷射泵抽出，过程与一级喷射泵相同。最后的不凝气排入大气，从而在复水器内形成真空。 从真空泵的工作原理来看，影响真空泵工作状态的因素有以下几
从真空泵的工作原理来看，影响真空泵工作状态的因素有以下几点：①高压蒸汽参数。如果高压蒸汽的压力、温度达不到设计值，就会影响其进入喷嘴的流速，使不凝气无法被蒸汽充分吸入；②喷嘴是否有异物堵塞。如果喷嘴被堵，会改变流过喷嘴的蒸汽的流动特性；③不凝气冷凝器的冷却水参数。如果EA238冷却水的温度、压力（即复水器冷凝液温度、复水泵出口压力）达不到设计值，会影响EA238的冷凝效果。通过对真空泵系统的设计参数与实际值比较，发现蒸汽压力和冷却水温度的设计参数与实现值差距较大，这也是导致真空度偏低的原因之一。至于喷嘴是否堵塞，可以通过定期把真空泵切出清理来解决。 三、采取的措施及效果
三、采取的措施及效果 1.复水器
1.复水器 对于复水器冷却水入口温度、压力和流量与设计值有较大偏差这
对于复水器冷却水入口温度、压力和流量与设计值有较大偏差这一问题，进行了进一步的分析调查分析，发现导致这一结果的原因主要有两个：①一次水可供调节量太小，二次水经过GB201段间换热后，很难再为复水器提供足够的热交换量；②冷却水总管流量低于设计值。对总管流量实际测量数据可以看出，总管冷却水的压力和温度都已接近设计值，只有流量有一定差距，这种现象只能是总管管网设计不合理引起的。 基于上述分析，公司利用装置改扩建的机会，对与复水系统有关
基于上述分析，公司利用装置改扩建的机会，对与复水系统有关的冷却水管网进行一次改造，扩大总管容量。改造后增加了一条到GB501复水器的冷却水一次水管线，既满足了复水器水温水压的要求，又满足了GB201段间换热器的冷却水用量。 2.真空喷射泵
2.真空喷射泵 真空喷射泵的问题在于水蒸气和冷却水。在实际操作中，热工工
真空喷射泵的问题在于水蒸气和冷却水。在实际操作中，热工工段的开工锅炉所提供的高压水蒸气压力若达到设计值，锅炉易爆管。要改变这一状况，有待于进一步摸索改善。至于冷却水的问题，是由于复水器冷却效果不好，造成复水器内冷凝水温度偏高所致。复水系统改造后，这种现象将得到一定程度的改观。基于目前这种条件，对真空泵系统采取了以下措施：①把一、二级真空泵的主泵和备用泵一起开起来，以弥补高压蒸汽压力的不足；②在EA238上加一套喷淋装置来增加EA238的换热效果，在环境温度高时投用。 在采取了上述一系列措施后，产生了以下效果： ①系统改扩建
在采取了上述一系列措施后，产生了以下效果： ①系统改扩建后，在增加了一台炉子负荷的情况下，当环境温度达到35℃时，GB201真空度仍能维持在62kPa，环境温度低时效果更好；②透平低压缸排气温度有一定的下降，没有改造前最高排气温度可达72℃，现在基本维持在60℃左右；③在蒸汽用量基本不变的情况下，压缩机转速有所提高，大约能提高30～80转/分钟左右，保证了GB201的吸入压力。
由此，在装置的裂解炉满负荷运行时，真空度也不再是制约压缩
由此，在装置的裂解炉满负荷运行时，真空度也不再是制约压缩机运行的瓶颈，为乙烯装置今后的平稳运行奠定了基础。