王长伟1，宋成才2
（1徐圩新区高级人才服务有限公司，江苏 连云港222000； 2连云港石化有限公司，江苏 连云港222000）
［摘 要］某500 kt/a煤基合成氨装置于2012年7月打通流程产出合成氨，在装置负荷提升过程中冷冻系统氨压缩机（两缸三段）负荷也随之提升，多次出现防喘振冷却器（E04607）腐蚀内漏（2014年3月因E04607内漏致合成氨装置停车），甚至出现因E04607循环水上水温度波动造成氨压缩机入口分离器气相带液致氨压缩机联锁跳车及整套合成氨装置停车的事故。对E04607相关流程进行研究，认为氨压缩机各段设有的冷激阀可以调节各段入口气氨温度，经分析与论证后，决定取消E04607，将氨压缩机三段出口部分气氨直接用管道连接至各段防喘振冷却阀继而进入各段入口。2014年4月系统停车检修过程中实施了本项技改，技改后氨压缩机运行状况良好，降低了氨压缩机联锁停车的风险，消除了氨泄漏到循环水管网的隐患，降低了生产成本，保障了氨压缩机及全厂生产系统的安全、稳定、高负荷、长周期运行。
［关键词］氨压缩机；防喘振冷却器；循环水上水温度波动；腐蚀内漏；流程优化；取消防喘振冷却器；效益分析
［中图分类号］TH452 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）03-0024-04
0 引 言
某500 kt/a煤基合成氨装置冷冻系统采用液氨蒸发吸热制冷工艺，液氨蒸发后形成的气氨由氨压缩机压缩冷凝成液氨循环使用；该冷冻系统设有1台日本三菱重工生产的凝汽式汽轮机驱动的离心式氨压缩机（一开无备），动力蒸汽为9.2 MPa高压蒸汽，冷冻系统三级闪蒸的气氨经氨压缩机两缸三段压缩再通过氨冷却器（E04602A/B）冷凝成液氨，为低温甲醇洗、氨合成系统提供冷量。2012年7月该合成氨装置打通流程产出合成氨，但由于前系统方面的原因，合成氨装置一直处于低负荷运行状态，后随着上游系统运行趋于平稳，合成氨装置负荷提升，氨压缩机负荷也随之提升。氨压缩机负荷提升后，多次出现防喘振冷却器（E04607）腐蚀内漏，甚至出现因E04607循环水上水温度波动造成氨压缩机入口分离器气相带液致氨压缩机联锁跳车及整套合成氨装置停车的事故，严重影响氨压缩机及合成氨装置的正常运行。为此，对E04607相关流程进行研究，分析与探讨系统设置防喘振冷却器的优缺点，结合实际情况提出优化方案，最终解决了问题，降低了生产成本，保障了氨压缩机及合成氨装置的安全、稳定、高负荷、长周期运行。以下对有关情况作一介绍。
1 氨压缩机系统工艺流程及特点
1.1 工艺流程简介
氨压缩机三段出口气氨设计流量为132 447 m3/h（标态）、温度为133 ℃、压力为1.55 MPa。正常运行中，氨压缩机三段出口气氨大部分送至氨冷却器（E04602A/B）冷凝为液氨送至液氨受槽（S04601）中，小部分气氨经防喘振冷却器（E04607）冷却至55 ℃，通过防喘振阀FIC12701、FIC12711、FIC12721分别返回至氨压缩机一段、二段、三段入口，使各段气氨流量高于防喘振流量，保证氨压缩机的正常运行。同时，由冷冻系统液氨受槽（S04601）引出的液氨分为三股：一股由冷激阀（TIC04610）控制进入氨压缩机一段入口分离器（S04603）中蒸发，吸收热量，调节氨压缩机一段入口温度；一股由冷激阀（TIC04613）控制进入氨压缩机二段入口分离器（S04605）中蒸发，吸收热量，调节二段入口温度；另一股由冷激阀（TIC04614）控制进入氨压缩机三段入口分离器（S04604）中蒸发，吸收热量，调节氨压缩机三段入口温度。
1.2 工艺流程优点分析
本氨压缩机系统设有防喘振冷却器（E04607），E04607为卧式冷却器，正常运行过程中冷却水走管程、气氨走壳程，壳程气氨流速3.12 m/s、压力1.55 MPa，壳程进口、出口温度分别为133 ℃、55 ℃；管程循环水流速1.28 m/s、压力0.45 MPa，管程进出、出口温度分别为28 ℃、38 ℃。结合工艺流程特点，系统设置防喘振冷却器有如下好处。
1.2.1 开/停车能较好控制压缩机各段入口温度
氨压缩机开/停车过程中，三段出口气氨经一段、二段、三段防喘振阀分别加至一段、二段、三段入口，防喘振阀开度较大，防止压缩机各段入口流量低而发生喘振；三段出口气氨由133 ℃经E04607冷却至55 ℃左右后，可较好地保证氨压缩机各段入口气氨不超温。
1.2.2 减少冷激阀加入的液氨量
由液氨受槽（S04601）底部引出的液氨，分成三股通过冷激阀TIC04610、TIC04613、TIC04614分别加入S04603、S04605、S04604中，即压缩机一段、二段、三段入口气氨中，液氨蒸发会吸收热量，从而起到调节各段入口温度的作用；E04607将三段出口气氨由133 ℃冷却至55 ℃左右后分别加至一段、二段、三段入口，可使各段冷激液氨加入量减少，各段入口气氨总量相应减少，压缩机功耗得以降低。
1.2.3 降低低负荷运行时系统引氨频率
前系统负荷降低或工况异常时，氨压缩机存在低负荷运行工况，低负荷运行时防喘振阀开度较大，E04607将三段出口气氨由133 ℃冷却至55 ℃左右后分别加至一段、二段、三段入口，各段冷激液氨加入量减少，能较长时间维持冷冻系统各储罐液位，降低从氨罐区向系统引氨的频率，提高系统操作的安全性。
1.3 工艺流程缺点分析
1.3.1 循环水上水温度波动影响氨压缩机运行
更多内容详见《中氮肥》2025年第3期