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語言

沃爾姆雙級(jí)真空壓縮機(jī)革新中石化化工廠尾氣處理工藝

在 “雙碳” 政策推動(dòng)下,化工行業(yè)尾氣治理標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)升級(jí),老舊串聯(lián)設(shè)備因高故障、低效率、占地廣等問題亟待改造。沃爾姆真空針對(duì)中石化某化工廠尾氣處理需求,創(chuàng)新推出雙級(jí)真空壓縮機(jī)集成方案,以單機(jī)替代傳統(tǒng) “真空泵 + 壓縮機(jī)” 雙機(jī)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)故障率降低 60%、效率提升 20% 的核心突破,為高危尾氣治理提供 “安全、高效、緊湊” 的定制化解決方案。

沃爾姆雙級(jí)真空壓縮機(jī)革新中石化化工廠尾氣處理工藝
三大核心痛點(diǎn)

該化工廠尾氣主要成分為丙烯腈(1 類致癌物,具刺激性)、乙腈(高度易燃)、氫氰酸及水汽,成分比例波動(dòng)大,且需滿足 “吸氣側(cè)高真空(≤-90kPa)、排氣側(cè)帶一定壓力(≈0.1MPa)” 的特殊工況。


原采用 “真空泵 + 壓縮機(jī)” 串聯(lián)工藝,存在三大痛點(diǎn):


1.安全風(fēng)險(xiǎn)高

  • 雙機(jī)連接管路易因振動(dòng)導(dǎo)致泄漏,丙烯腈揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)威脅人員健康,歷史年均發(fā)生 3 次微量泄漏報(bào)警。

2.效率低下

  • 中間環(huán)節(jié)壓力損失達(dá) 15%,且設(shè)備匹配性差導(dǎo)致整體能效僅 65%。

3.運(yùn)維復(fù)雜

  • 兩臺(tái)設(shè)備需獨(dú)立潤滑、冷卻系統(tǒng),年維護(hù)成本超 200 萬元,占地空間達(dá) 12㎡,與廠區(qū)緊湊布局沖突。

三大定制化設(shè)計(jì)破解工況難題

沃爾姆真空提出 “單機(jī)集成化” 改造思路,通過定制化雙級(jí)真空壓縮機(jī),實(shí)現(xiàn) “抽吸 - 壓縮” 全流程無縫銜接,從源頭解決傳統(tǒng)工藝弊端。 以 API 681 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),進(jìn)行以下三方面的深度定制:


1. 全流程抗腐蝕密封設(shè)計(jì)

  • 葉輪、泵體采用雙相不銹鋼 S31603(耐氫氰酸),關(guān)鍵部件經(jīng)固溶熱處理(硬度提升至 HB200);

  • 軸封選用雙端面機(jī)械密封,配置獨(dú)立沖洗系統(tǒng)(沖洗液為白油,壓力高于介質(zhì)壓力 0.2MPa),配合氮?dú)饩彌_罐(壓力 0.5MPa),實(shí)現(xiàn)零泄漏運(yùn)行,經(jīng)第三方檢測泄漏率<5ppm。

2. 雙級(jí)壓縮技術(shù)突破高工況限制

  • 采用兩級(jí)葉輪串聯(lián)結(jié)構(gòu),一級(jí)葉輪實(shí)現(xiàn)高真空抽吸(極限真空 - 95kPa),二級(jí)葉輪接力壓縮至 ≈0.1MPa,將單級(jí)壓縮變成兩段壓縮,避免因壓縮比過高導(dǎo)致的氣量衰減。



3. 智能變工況調(diào)節(jié)系統(tǒng)

流量自適應(yīng):

  • 集成 PID 智能控制器,根據(jù)尾氣組分在線分析儀(測量精度 ±2%)及壓力傳感器信號(hào),自動(dòng)調(diào)節(jié)旁路循環(huán)閥開度,實(shí)現(xiàn)抽氣量在 300-1000m3/h 范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié),響應(yīng)時(shí)間<10 秒

  • 電機(jī)配置 IE4 級(jí)高效變頻電機(jī)(效率 96%),較原雙機(jī)系統(tǒng)節(jié)能 22%年節(jié)電約 50 萬 kW?h。

安全冗余設(shè)計(jì):

  • 排氣側(cè)設(shè)置爆破片(動(dòng)作壓力 0.35MPa)與在線氧含量監(jiān)測(聯(lián)鎖停機(jī)閾值>5%),雙重保障避免乙腈爆燃風(fēng)險(xiǎn),投用以來安全聯(lián)鎖零誤觸發(fā)。


           

實(shí)施效果

項(xiàng)目投用 18 個(gè)月,關(guān)鍵指標(biāo)全面優(yōu)于設(shè)計(jì)預(yù)期,成為石化行業(yè)尾氣治理標(biāo)桿案例:


指標(biāo)改造前改造后效果提升

泄漏率

年均 3 次報(bào)警

0 泄漏(紅外成像檢測)

安全性+100%

等溫壓縮效率(%)

2040能效+100%

安裝空間(㎡)

125占地-58%

維護(hù)成本(萬元/年)

20070成本-65%

工況適應(yīng)性

固定流量運(yùn)行30%~100%無級(jí)調(diào)節(jié)靈活性顯著提升


可靠性實(shí)證:

  • 材料耐久性:停機(jī)拆檢顯示,S31603 部件表面腐蝕深度<0.05mm,優(yōu)于設(shè)計(jì)要求(<0.1mm / 年)。

  • 密封穩(wěn)定性:雙端面機(jī)械密封運(yùn)行 5000 小時(shí)無磨損,較傳統(tǒng)單端面密封壽命延長 3 倍。

  • 極端工況應(yīng)對(duì):在丙烯腈濃度突增 30%(達(dá) 1500ppm)的工況下,設(shè)備仍保持穩(wěn)定運(yùn)行,排氣壓力波動(dòng)<±0.01MPa。



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親臨廠區(qū)見證微米級(jí)智造

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預(yù)約參觀沃爾姆廠區(qū)

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