1、引言

　　【壓縮機網】氯氣透平壓縮機作為氯堿生產核心設備，其在隔膜堿系統及離子膜燒堿系統均得到廣泛應用。隨著國內隔膜堿燒堿產能的不斷升級，新上替代的離子膜燒堿均淘汰了落后的納氏泵，使用氯氣透平壓縮機作為氯氣壓縮和輸送的設備。

　　2、氯氣透平壓縮機初開車可能遇到的問題

　　2.1油箱油溫低，引起油管路異常振動并造成異響

　　氯氣透平壓縮機在初開車時，油溫不能過低。在冬季長時間停車后開車時，油溫過低會導致油品因黏度過大，輔助油泵抽出的油在經過油冷卻器后的過濾器時阻力過大，使得油過濾器油壓差泛紅顯示油過濾器堵塞的癥狀，這種情況實際上并非油過濾器堵塞，而是油溫過低導致。

　　在開車前，我們要觀察油箱油溫是否超過25℃，如果低于25℃，可以使用油箱自帶的電加熱器進行加熱。此時在自動情況下，油溫低于25℃時，可能會觸發(fā)油溫加熱器啟動并同時強制啟動輔助油泵。如果發(fā)現油加熱器在加熱而油泵未啟動應立即手動停止油加熱器，并請專業(yè)人員檢查錯誤的程序邏輯。

　　當循環(huán)的油溫觸點檢測到溫度達到25℃時，加熱器停止同時輔助油泵停止。這里存在一個問題，即測量的油溫可能是一股暖流經過了觸點，而非油箱整體油溫已經普遍25℃，從而導致油加熱器和輔助油泵在正式開機前加熱油的階段頻繁自動啟停。

　　2.2氯氣壓縮機PLC控制器頻繁顯示喘振觸發(fā)停車

　　引起氯氣壓縮機初開車PLC頻繁顯示喘振報警的原因，從邏輯圖來看，氯氣壓縮機進口的壓力、出口壓力、出口流量、出口溫度四個參數決定，在PLC控制邏輯中進行運算，由PLC作出氯氣壓縮機是否喘振并作出是否自動停車并打開防喘控制閥，或者立即停車，全開防喘控制閥及排空閥的決定。

　　其中出口壓力的變化速率，對于氯氣壓縮機來說，在PLC中是有控制要求的。對于一定的進口壓力和出口溫度來說，其流量和壓力有相應的防喘控制對應關系，其壓力變化速率達到其防喘控制值會觸發(fā)喘振報警，當一定的時間內達到設定次數時，氯氣壓縮機停車。下圖為防喘控制四參數關系圖：

　　2.3初開車聯鎖值關注度不夠，觸發(fā)停車

　　氯氣透平壓縮機系統相較于傳統的納氏泵而言，觸發(fā)系統停車的參數更多，尤其油站系統、電機保護系統、壓縮機運行安全監(jiān)測系統觸發(fā)停車的參數很多。下表是一些其通常觸發(fā)停車可供參考的參數點：

　　2.4氯氣壓縮機無法調節(jié)進口負壓，造成壓力劇烈波動

　　氯氣透平壓縮機初開車時，使用氮氣作為開車的氣體源，而氯氣透平壓縮機在設計時，是以氯氣為設計條件的。氯氣的摩爾質量為71g/mol，而氮氣為28g/mol，氯氣的摩爾質量是氮氣的2.5倍，這就決定了開車時以氮氣為氣體源，氯氣一到四級各級的壓縮壓力呈現一級相較于氯氣運行時偏高而四級偏低的情況，同時電機的電流相較于氯氣而言，運行時電流明顯偏低，造成初開車時，旁路防喘控制閥在氮氣運行時，始終處于防喘全開狀態(tài)。

　　此時氯氣壓縮機在PLC的邏輯判斷中，出口壓力和流量都偏低，導致防喘控制閥強制全開。這個時候由于電解來的氯氣與氯氣壓縮機之間存在著管線和設備的阻力，這些設備和管線之中又存在著大量的空氣或者空氣和氯氣的混合氣體，分子量偏低，且這些氣體不可液化，從而導致整個系統的氣體不能順利地被抽進壓縮機組并輸送至液化工序進行液化，造成液化系統壓力升高，氯氣壓縮機進口壓力波動劇烈。

　　3、控制方案研究與解決

　　3.1油箱油溫低，油加熱器自動頻繁啟動的解決方案

　　原因分析：在原始程序設計中，根據油溫來實現油加熱器與輔助油泵的自動聯鎖啟停，在油箱中被加熱的油與泵之間存在折流板與過濾板，油在油箱一側的底部被加熱，在油箱另一側底部被抽出，上層油呈現冷態(tài)，下層油呈現熱態(tài)。油由于被加熱密度降低，上層冷油由于密度大，向下與冷油滲透式融合，此過程油在紊流非均態(tài)情況下，流體本身呈現與管道流不一樣的特性。油箱液位在油加熱的過程中是維持不變的，熱油被回流至油箱頂部進入油箱，這時通過油泵的循環(huán)作用，將底層的熱油強制抽出從油箱頂部進入循環(huán)，觸使部分熱油從頂部沖擊方式進入冷油，從而使油在油箱中的流動呈現紊流非均態(tài)。這就造成了油加熱器在自動運行情況下，油加熱器與輔助油泵被迫頻繁強制啟停。

　　解決的方案是，油泵和油加熱器均設置“自動/停止/手動”按鈕，同時設置當油加熱器強制啟動時，油泵無論處于手動、自動還是停止狀態(tài)，輔助油泵必須強制啟動，以防止局部加熱不能循環(huán)的情況發(fā)生。鑒于油泵可能在特殊情況下失電，輔助油泵需接入一級負荷，確保無論何種情況下其都能正常運行，同時也是確保氯氣壓縮機異常失電情況下安全的必要保障。

　　3.2氯氣壓縮機PLC控制器頻繁顯示喘振觸發(fā)停車的解決方法

　　檢查參數取樣時間間隔的合理性。在這四個參數中，進口壓力的波動范圍為-50KPa～50KPa，這個參數在控制時，不具有決定性作用。出口溫度往往被系統強制定一個值，可能為32℃；那么決定喘振的因素就在出口壓力和流量上，而初開車時壓力取樣的時間間隔往往較小，比如PLC中原始設定的50ms取樣一次，并對該區(qū)間壓力的變化進行壓力變化速率的計算，導致氯氣壓縮機無法正常運行。后經過溝通，對取樣間隔時間進行修改，將50ms取樣間隔修改為80ms，氯氣壓縮機運行正常。

　　另外，操作的平滑和穩(wěn)定性是保障氯氣壓縮機安穩(wěn)度過防喘控制區(qū)的保證，還要杜絕進口導葉閥的大開大合，造成流量的劇烈波動，觸發(fā)防喘報警導致跳停。

　　3.3初開車聯鎖值關注度不夠，觸發(fā)停車解決方法

　　初開車時，由于氯氣壓縮機機組的保護特性，從原始沒有保護跳停的納氏泵過渡到氯氣透平壓縮機，心理上沒有適應這種具有參數強化保護機組的模式，在操作時，容易造成操作失誤導致頻繁停機。

　　這就要求操作員要熟悉氯氣透平壓縮機機組所有的參數，特別是會觸發(fā)停車的參數。要求加強人員技能培訓，轉變操作觀念，培養(yǎng)精細化操作的習慣。

　　3.4氯氣壓縮機無法調節(jié)進口負壓，造成壓力劇烈波動的解決方案

　　這里提供兩種方案，一是增加防喘控制閥旁路閥，大小與防喘控制閥一致，用途在于增大回流，增大流量，從而實現防喘控制閥的可控。防喘控制閥自身有一個特性，當PLC計算后認為流量低于防喘控制所需流量時，防喘控制閥會強制打開至PLC計算出的所需流量對應的閥開度，不受人為控制。只有當流量高于該壓力下防喘控制流量時，才允許操作員對其進行關小。當防喘控制閥不受控制，意味著氮氣在機組循環(huán)，進口無法順利吸入電解來氯氣，增加防喘控制閥旁路可以使得回流量增加，并可代替其在不可控情況下的操作。

　　二是在氮氣作為氣源開車的階段，當電解送電流后，電解槽出口壓力升高，形成向氯氣壓縮機進口輸送的動力來源，從氯氣壓縮機出口廢氣閥將氯氣壓縮機內的氮氣逐步排放。這樣逐步將氯氣壓縮機機組內部的氮氣用氮氯混合氣代替直至完全被氯氣代替，這個過程顯示出的典型特征是，氣體變純氯氣的過程，由于混合氣體分子量的增加，氯氣壓縮機開始帶量，電機電流上升，出口壓力與流量開始上升，逐步進入穩(wěn)定區(qū)，防喘控制閥開度變得可控。在控制時，可以適當關小5%開度，比如控制90%，實際顯示95%，就說明PLC計算出的防喘流量防喘控制閥必須開95%才夠。這時候設定90%開度，什么時候發(fā)現開度趨向于設定的值直至一致的時候，繼續(xù)關小該閥，這樣就可以一邊關小回流一邊將電解的氯氣引入氯氣壓縮機了，從而實現氯氣透平壓縮機的穩(wěn)態(tài)操作。

　　4、結論

　　氯氣透平壓縮機系統作為一個具有多重保護控制系統的成熟技術，其應用已有多年。未來中國也將逐步淘汰納氏泵作為氯氣壓縮的主流設備，用節(jié)能的氯氣透平壓縮機代替，各公司在初次應用的過程中難免遇到很多控制的問題，謹以此文與各位共享，不到之處敬請批評指正。

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