软化水循环喷液工艺在螺杆压缩机组中的应用

刘俊涛，曹敬华

（唐山中厚板材有限公司，河北唐山 063000）

引言

唐山中厚板材有限公司新投产两台螺杆压缩机组，其入口压力为0.002 MPa以上，出口压力为0.5 MPa，入口流量为570 m3/min，主要为市区燃气公司提供焦炉煤气。软化水循环喷液系统是保证螺杆压缩机组正常运行的重要设备，循环喷液的目的一是控制因压缩而升高的排气温度，使原本的绝热过程基本趋于等温压缩过程，并有效地提高容积效率和绝热效率，减少功耗及降低噪音。二是通过冷却液密封转子间隙，阻止压缩介质从高压腔向低压腔泄露。

1 循环喷液系统的设备构成

1.1 全自动软水器

制造软化水的设备，含有硬度的原水通过交换器的树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，水的硬度降低，硬水就变成了软水，同时释放出钠离子。此时由于树脂吸附了大量的钙镁离子而软化能力下降，再用盐罐中的盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换的能力。

1.2 双联式过滤器

滤芯为不锈钢材质，能防止异物进入压缩机，损坏螺杆转子等部件。双联式过滤器能够实现在线切换，当过滤器前后两端压差达到1.5 bar，应及时在线切换，并及时清洗阻塞滤芯。

1.3 气液分离器

气液分离器是安装在压缩机的排气管道上，高压焦炉煤气进入分离器后进行气、液分离。分离器内置丝网除沫器和旋风板，丝网除沫器一般为不锈钢材质，一级过滤，基本能分离出气体中直径大于10 μm的液滴。旋风板利用气体和液滴在高速旋转运动中产生离心力的不同，将液滴进行二次分离。

2 循环喷液系统的设备改进

2.1 存在的问题

软化水在设计使用时，没用考虑铺设专用管道引进公司特制的软化水，而是使用自带的配套制水设备，其缺点是制水周期较长，制水量较少。设想机组在正式投产后，可能存在用水量不稳定的现象。如果制水量大于使用量，则多余的合格软化水会排放掉，造成水资源浪费；如果制水量小于使用量，会导致排气温度上升，影响机组的正常运行。另外，即使加大制水量满足了持续增多的使用量，则很可能会制出不合格的软化水，进而危害机组的运转寿命。

2.2 设备的改进

在制水设备后的主管道上新增加了一套储水设备，包括储水箱，软水泵和紧急备用水源。储水箱保持存满合格的软化水。软水泵接通在储水箱的出口管道上，启动软水泵直接将软水打到腔体内，保证持续稳定供水。备用水源是从机房主水管引入储水箱。

3 循环喷液系统工作原理

启动软水泵，把储水箱里的软化水喷入压缩机腔体内（喷入的软化水要确保不与压缩机介质发生化学反应），与高温高压焦炉煤气一起排出，经过气液分离器分离出高压焦炉煤气进入用户管网。同时，利用焦炉煤气的高压（一般在400 kPa以上）将分离出的液滴再次压入压缩机腔体内，循环使用。建立平衡后，即可停止软水泵，切断补液，如图1所示。

图1 循环喷液工艺流程示意图

4 软化水的应用

4.1 启动螺杆压缩机组时投用软化水的步骤

(1)打开机组本体软化水补水阀。

(2)将循环喷液调节阀打到手动位置。

(3)解除“排气压力低于200 kPa，连锁启软水泵”,如图2所示。

(4)启动储水箱软水泵，将软化水直接打入机腔内。

(5)投入“软水泵压力低连锁”,如图2所示。

(6)打开压缩机本体排污阀，如果有水流出，确认软水泵工作正常，关闭排污阀。

(7)启螺杆压缩机组。

(8)待压缩机启机完成排气压力（400 kPa以上）稳定后，解除“软水泵压力低连锁”。

(9)停用软水泵。此时，排出的气体高压完全可以将软化水压入机腔内。切断了储水箱的补液，开始软化水循环使用。

(10)投入“排气压力低于200KPa，连锁启软水泵”。

(11)设定排气温度为69℃。将循环喷液调节阀改为自动位置。

(12)通过循环喷液调节阀的自动调节，使实际排气温度趋于接近设定排气温度。

4.2 停运螺杆压缩机组时投用软化水的步骤

(1)启动储水箱软水泵，将软化水直接打入机腔内。

(2)投入“软水泵压力低连锁”。

(3)将循环喷液调节阀打到手动位置。

图2 连锁示意图

(4)解除“排气压力低于200 kPa，连锁启软水泵”。

(5)停螺杆压缩机组。

(6)待压缩机组完全停止运行后，解除“软水泵压力低连锁”。

(7)停用软水泵。

(8)关闭机组本体软化水补水阀。

(9)排出机组本体内积存的剩余软化水，防止下次启机时发生闷车现象。

4.3 螺杆压缩机操作出口阀门时投用软化水的步骤

开阀门过程中若阀门开度过大会造成压缩机排气压力突然降低，如果低于200 kPa，则喷液系统喷水量减少，难以控制压缩机排气温度，故提前启动软水泵，避免出现软化水断供现象。

(1)启动储水箱软水泵，将软化水直接打入机腔内。

(2)投入“软水泵压力低连锁”。

(3)将软化水循环喷液调节阀打到手动位置。

(4)调节压缩机组出口阀门。

(5)待压缩机出口阀门调节完毕排气压力稳定后，解除“软水泵压力低连锁”。

(6)停用软水泵。

(7)将循环喷液调节阀打到自动位置。

(8)通过循环喷液调节阀的自动调节，使实际排气温度趋于接近设定排气温度。

4.4 气液分离器换水

(1)启动储水箱软水泵，将软化水直接打入机腔内。

(2)换水40 min后停用软水泵。

(3)通过循环喷液调节阀的自动调节，使实际排气温度趋于接近设定排气温度。

4.5 气液分离器补水

气液分离器水位连锁设定550～700 mm，即水位低于550 mm，则连锁自动启动储水箱软水泵进行补水。水位高于700 mm，则连锁自动停用软水泵，如图2所示。

5 结束语

螺杆压缩机组已经投产近一年。在此期间，出现过双联式过滤器堵塞导致软化水循环喷液量不足；进口压力骤降导致排气压力降低，排气温度上升等突发事故。正是因为增设了这套储水设备，使得在突发事故中首先启动软水泵，保证了机组的安全运行。同时，有效地减少了水资源的浪费，取得了良好的经济效益和社会效益。