丙烯制冷机组性能改造

丙烯制冷机组性能改造

杨海生

中沙（天津）石化有限公司

摘要：本文针对丙烯制冷机组设计中存在的缺陷，从实际使用的效果出发，提出对机组PLC控制系统和现场部分仪表部件进行改造。通过改造，使机组真正实现一开一备的功能，为生产的稳定运行提供了保障。

关键词：PLC（可编程逻辑控制）；循环泵；供液泵

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1引言

丙烯制冷机组的制冷效果好坏将直接影响我装置产品才出，如果制冷机组停机将导致环氧乙烷储罐温度升高，对环氧乙烷的安全储存造成了严重的威胁，为确保我装置连续稳定运行对丙烯制冷机组的性能要求要进一步提高。

2机组组成及其工作特点

2.1 机组简介

我装置使用国内生产丙烯制冷机组一套/两台（主从机设置），该机组为YSLGFH230A 螺杆低温载冷液（乙二醇水溶液）机组，主机采用开启螺杆制冷压缩机，制冷剂采用R1270（丙烯），载冷剂采用乙二醇水溶液。

2.2 机组组成

主要由螺杆制冷压缩机组、气液分离器、冷凝器、蒸发器、节流装置和电控等组成。外部设置载冷液（乙二醇水溶液）储槽一个容积8m3 ，配备循环泵两台（用于载冷液的内部冷却循环），供液泵两台（提供冷却后的载冷液用于冷却环氧乙烷的生产过程）。

2.3机组特点

1主机采用日本前川螺杆式制冷压缩机，效率高。能量调节装置使压缩机低压级可进行15%～100%的能量无级调节，并能通过能量指示器显示出来（相应显示为0～100%）。压缩机可以实现减载启动。

2 本设备设置有排气压力高、吸气压力低、出水温度低、断水以及电机过载等保护装置。机组采用PLC 可编程控制器，设备可实现自动控制，能量自动调节，使用简捷、方便。

3设备的蒸发器采用虹吸式蒸发器，重力供液，换热效率高。

4 整个设备运行平稳，振动小，安全可靠。

3.工作原理

制冷剂在虹吸式蒸发器管内流动吸收管外载冷剂的热量，并不断蒸发，当到达蒸发器出口时变成气体，经气液分离器被吸入压缩机。经压缩后的气体进入冷凝器冷凝为饱和液体并有一定的过冷，放出的热量被冷却水带走。过冷液体再经过过滤器或干燥过滤器除去杂质与水分，然后经节流装置节流后变为低温低压液体，靠重力进入蒸发器再循环。其系统流程见图一。

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图一

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4. 机组存在缺陷

4.1功能不同，无法实现互备

该机组为主机、从机设置，功能不同。主机可以操作启动载冷液（乙二醇水溶液）循环泵和载冷液（乙二醇水溶液）外送供液泵，但是从机无此功能。此缺陷导致如果主机出现故障停机后，现场无法启动载冷液循环泵和载冷液外送供液泵，导致从机无法启动，不能制冷，直接影响安全与生产。

4.2 制冷测温点设置不当

机组制冷后的载冷液（乙二醇水溶液）停机温度测温点在蒸发器出口，当制冷温度达到设定点时机组停机，同时机组PLC控制载冷液体循环泵停止运行。此缺陷导致循环泵停止运行后，蒸发器内载冷液（乙二醇水溶液）处于停滞状态，无法及时反馈载冷液（乙二醇水溶液）储槽内的载冷液（乙二醇水溶液）温度，载冷液（乙二醇水溶液）用户温度已经升高但是制冷机组仍旧未能启动。

5.改造理由或依据：

对机组现场操作屏和PLC控制系统及其电气系统进行改造，使主机、从机完全互备，功能完全一致。

在主机控制系统中，将循环泵改为手动开停，人机界面上增加启动和停止按键。另外在从机控制系统中，增加循环泵和供液泵的手动开停控制，在人机界面上增加相应的按键。或在现场增加循环泵和供液泵停启操作住，更加直接的对它进行操作。循环泵和供液泵单台出现故障时，自动切换到备用泵，如果两台循环泵都出现故障，机组停止运转。将相应的断水保护和水泵过载信号引入从机控制台中。水系统中增加水流开关，从机控制台内增加安全栅。从水泵控制柜至从机控制台引一根五芯控制电缆作为保护信号线，从机控制台内增加模块和部分控制回路。在主机控制台和从机控制台间增加一根五芯的控制电缆用于控制水泵。

6.技术经济分析及效益评价：

6.1. 经济效益

以2010年夏天损失算，由于制冷机组故障导致产品环氧乙烷停止采出，按照侧线采出5吨/小时，以停机4小时算，损失20吨，以环氧乙烷10000元/吨计，约损失20万元。

6.2 安全问题

制冷机组停机导致环氧乙烷储罐温度升高，环氧乙烷设计储存温度为-5℃，2010年夏天温度升高很快，达到10℃，对环氧乙烷的安全储存造成了严重的威胁。

7.改造后的优势

    拿2011年9月20日冰机故障为例，冰机V-6950-01平凡停机，经查看是由于冰机入口吸气压力低，判断是冰机内缺少丙烯，加完丙烯后运行冰机发现冰机20分钟后再一次停机，经查看是由于冰机出口温度低连锁导致，但它所制冷介质温度不低，冰机出口温度低连锁只能说明冰机冷却器内部温度低，说明冰机冷却器内冷却液流动量不够，经排查确认是循环泵入口过滤器堵导致，马上切环泵，但冰机主机控制系统当时正好出现问题，备用循环泵无法启动，运行循环泵无法停泵，找仪表人员处理一时又不好找到原因，由于被冷却介质温度不断上升已达到3℃怕造成危险影响装置的平稳运行，只能找电气强行启动备用泵和停运行泵。切泵后冰机运转正常。此过程花费了3小时，如果可以正常切泵的话也就3分钟就可以处理此问题。此例说明冰机制冷测温点设置不当和主从机功能不同，无法实现互备。更加证实水系统中增加水流开关和增加在主机控制系统中，将循环泵改为手动开停，人机界面上增加启动和停止按键。另外在从机控制系统中，增加循环泵和供液泵的手动开停控制，在人机界面上增加相应的按键。或在现场增加循环泵和供液泵停启操作住，更加直接的对它进行操作的必要性。

8. 结论

该机组的改造成功对我装置的安全、稳定、连续生产起着重大作用。

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