【壓縮機網】揮發性有機化合物簡稱VOCs,主要化學組分為苯系物、醇類、烷烴、酮類和酯類等,是目前一大類空氣污染物,對人類的身體健康和自然環境具有極大的危害。VOCs氣體中所含組分會對人體的臟器造成一定的傷害,致使人產生頭暈、惡心、乏力等癥狀,其中的苯系物還具有致癌性;VOCs隨廢氣排放到大氣中,會在室外太陽光和熱的作用下能參與氧化氮反應并形成臭氧,臭氧導致空氣質量變差并且是夏季煙霧主要組分,也是冬季霧霾形成的主要源頭之一;大量VOCs氣體的排放也造成了有機溶劑資源的極大浪費。VOCs氣體的凈化與回收,不但解決了環境污染問題,創造了一定的社會效益,也會為企業創造客觀的經濟效益。
目前,處理VOCs氣體的方法主要是吸附法和燃燒法,吸附法對于少量廢氣處理方法來說可以實行,對于大量VOCs廢氣處理來說,還是需要用燃燒方法來解決,而且不會產生二次污染,進入燃燒裝置的VOC氣體需要達到一定濃度,一種方法是使用壓縮機進行壓縮使VOCs氣體達到一定濃度,進入燃燒裝置進行處理。
螺桿式壓縮機由于其優點應用在很多行業,針對VOCs廢氣處理工藝的特點,螺桿式壓縮機具有很好的適用性,特別適合其工藝操作。同時,螺桿壓縮機內部結構簡單,部件數量較少,運行中一旦發生故障,可以輕松查找部位,具有維護簡單,故障處理檢修方便的特點。
由于VOCs廢氣成分復雜,需要做好防爆保護措施,因而需要配置的螺桿壓縮機在進行氣體壓縮冷卻時,不能使壓縮氣體含油,盡量選用無油干式螺桿壓縮機。目前,市場上無油干式螺桿壓縮機是以雙螺桿壓縮機為主,這種壓縮機技術也非常成熟,只需要根據現場工況要求進行調整。
二、VOCs螺桿壓縮機組流程
從上游裝置排出的VOCs氣體經由濾清器直接進入壓縮機氣缸腔,進行壓縮,在相應的氣壓調節與溫度控制下流出氣缸,最后再經由廢氣單向閥門進入排氣管。
1.氣液系統
VOCs廢氣壓縮機的進氣室可以噴射出潤滑油,起到冷卻、潤滑作用。在此處理過程中,溶劑和循環水先從壓縮機流出,經冷卻后,再流入氣固界面分離器,隔離后,經噴射濾清器,再將其送至壓縮機的吸入室。其中一部分氣液分離后,通過回流閥進入壓縮機進口,調節流量,穩定進口壓力。壓縮時,在裝置吸入室內補充液體,這時,分離器液面開始逐漸升高至系統設置的標準,人工關閉補液閥,通過對壓縮機出口溫度的調節,可以增加或減少循環噴射閥的開度。隨著系統的長期使用,在分離過程中,凝結物的數量會不斷增加,從而使液面超出系統的預設范圍,從而使分離器的開口量增加,直到液面回到標準,排液閥就會變得更小。通過調節壓縮機進口壓力來調節循環回流閥的開度,從而保證壓縮機工作的穩定,并在停車時保持開啟狀態,從而避免由于壓縮機腔內的壓力而造成轉子翻轉。
2.潤滑油系統
VOCs螺桿壓縮機組潤滑油系統的油箱為獨立的儲罐,與其基座共用。在啟動壓縮機主機之前,應先啟動油泵,讓油壓超過平衡室的壓力,對機組進行充分的潤滑,避免造成設備的損傷。若使用干式氣體密封,應注意在潤滑油泵啟動時,要對于干式氣密性軸承進行密封,否則,對潤滑油泵將不能打開,很可能會破壞干式氣體密封。
三、機組運行條件
VOCs壓縮機的運行管理,應嚴格按照相關技術標準實施,并對壓力、溫度、壓差、液位、振動指標實施遠程監控。
1.排氣溫度
螺桿壓縮機的排氣溫度不宜太高,否則會導致機油性能下降,轉子和機殼發生較大的變形。由于壓縮介質VOCs氣體極易揮發,因此必須嚴格控制廢氣溫度,使其出口溫度不能超過85℃,根據控制系統的檢測,需要對其在運行過程中進行噴射冷卻。
2.進排氣壓力
由于壓縮機組體積比的特點,在氣相成分穩定時,通常采取欠壓的方式,而根據實際的設計和使用經驗,其出口壓差范圍控制在8%之內,因而具有較高的效率。采用壓縮機出口回流來控制排氣量,既能有效地改善機組的工作穩定性,又能與流量調整結合起來,達到調節生產過程的負荷,一般在15%左右,這是合理選擇驅動系統的主要參數,避免出現大馬拉小車的現象。
3.潤滑油總管壓力
潤滑油總管壓力不宜太小,否則會導致機油無法順利進入軸承和密封,從而影響到整個設備的工作。一般潤滑油的主要出口壓力不超過0.25MPa,在大型設備的使用中,但潤滑線路較長時,為了減少潤滑油總管的壓力波動,可以設置儲能器,通常使用囊式儲能器。
4.機身振動
機箱的振動是對機組運行狀況的一個重要的監控指標,檢測點通常設置在每一軸支撐或支座上,沿徑向和軸向測得。VOCs裝置也有軸向、徑向兩個方向的振動檢測,采用轉速傳感器將信號傳輸到控制系統,應用報警系統進行控制。
四、MPS機械保護控制系統
MPS機械保護控制系統是一種用于保證螺桿壓縮機組安全、穩定工作的儀器控制系統。該系統根據螺桿壓縮機的工作特性和工作工況,在不同的控制點布置控制儀表,采集溫度、壓力等多種信號,實現對機組的實時監測,當控制點出現異常時,提供調整、報警、聯鎖停車等功能。系統根據設計需求,包括系統報警、聯鎖顯示、串行通信連接狀態的顯示、報警等。
1.MPS控制要求
MPS最高級別的控制需求時安全性,因此會有對應的聯動停車功能;二級控制需求為預警,并具備相應的警報功能;現場集中展示其技術指標。通常的控制方法是通過調整閥門的開度來確保設備的正常工作。
2.MPS控制邏輯
(1)聯鎖邏輯
針對壓縮機組的工況,MPS控制系統提供了一個聯動控制邏輯,即在合成氣壓力較低、供油總管入油氣壓較低、油罐火災溫度較低時,壓縮機組不能啟動。如果進氣壓力太低,將會使壓縮機組的排氣閥產生二次壓力,導致壓縮機組產生明顯抖動;潤滑油溫度、壓力不合格,對潤滑性能有較大的危害。當機油供給總管的壓力和廢氣溫度達到警告值時,就會引起應急剎車,以避免壓縮機出現不可逆的機械損壞。同時,針對安全儀器系統的相應級別的要求,采用適當方法,避免儀器的錯誤和信號的波動。
(2)報警邏輯
除聯鎖邏輯外,其他重要物理量也設有報警功能。如:入口濾清器壓差報警,提醒濾芯出現阻塞,需要更換濾芯;廢氣壓力報警;機油進油總管報警;機油濾清器的差壓,噴液過濾器的差壓;壓縮機進、排氣溫度報警;機油供給總管溫度報警;主機軸承高溫報警;電機定子線圈高溫報警;氣液分離裝置的液面高度報警;潤滑罐液面下降,壓縮機外殼振動報警;當所有的警報信號超過正常值時,會發出聲音和燈光警告,以警示操作者采取相應的措施,比如更換濾芯。
(3)閥門調節邏輯
VOCs螺桿壓縮機的調節器是專門的節閥調節閥。設備內采用了循環回流閥調節邏輯,以實現機械穩定,從而保證了壓縮機的穩定運行,同時也具有調整電流方向的作用。在停車過程中,此閥門始終處于開啟狀態,起到平衡壓縮機進、排氣兩個壓力差的功能。VOCs壓縮機的排氣溫度與壓力比、噴液量、工作腔內的溫度有關,在實際應用中,一般不能超過85℃。因此,利用壓縮機的廢氣溫度來控制循環噴射閥的開度,將從氣液分離器中分離出來的液體直接噴射到壓縮機空腔中,從而避免由于熱膨脹引起的咬合,自動排液閥控制是根據氣液分離器的液面變化來調整排放。
3.MPS主要部件及儀表選型
在螺桿壓縮機系統的實際應用中,對機身和適當位置的裝置也要有一定的防震動性能,由于VOCs氣體具有高腐蝕性、易揮發的特點,所以,對所有與VOCs廢氣管道接連的儀表、閥門、閥芯閥體等均采用了不銹抗酸鋼板,并建議采用更高級別的材料。
從螺桿壓縮機的工作性質出發,在實際應用中應該根據其結構和工作特點,合理選型、合理配置,使其具有更好的性能。
VOCs螺桿壓縮機組使用要注意的問題:一是根據廢氣的壓力合理選取梯級,利用高效的逆流來進行穩壓和調整,確保出口壓差,提高機組的運行效率。其次,對壓縮機組的MPS的聯鎖邏輯進行適當的設定,可以有效地防止壓縮機組頻繁停機和機械損壞。最后,選用適當的MPS元件,可以有效地降低工程造價。壓縮機組在MPS系統的實時監控與保護下,可用于高壓輸送VOCs廢氣,從而為螺桿壓縮機在廢氣處理領域市場打下良好的基礎。
來源:本站原創
【壓縮機網】揮發性有機化合物簡稱VOCs,主要化學組分為苯系物、醇類、烷烴、酮類和酯類等,是目前一大類空氣污染物,對人類的身體健康和自然環境具有極大的危害。VOCs氣體中所含組分會對人體的臟器造成一定的傷害,致使人產生頭暈、惡心、乏力等癥狀,其中的苯系物還具有致癌性;VOCs隨廢氣排放到大氣中,會在室外太陽光和熱的作用下能參與氧化氮反應并形成臭氧,臭氧導致空氣質量變差并且是夏季煙霧主要組分,也是冬季霧霾形成的主要源頭之一;大量VOCs氣體的排放也造成了有機溶劑資源的極大浪費。VOCs氣體的凈化與回收,不但解決了環境污染問題,創造了一定的社會效益,也會為企業創造客觀的經濟效益。
目前,處理VOCs氣體的方法主要是吸附法和燃燒法,吸附法對于少量廢氣處理方法來說可以實行,對于大量VOCs廢氣處理來說,還是需要用燃燒方法來解決,而且不會產生二次污染,進入燃燒裝置的VOC氣體需要達到一定濃度,一種方法是使用壓縮機進行壓縮使VOCs氣體達到一定濃度,進入燃燒裝置進行處理。
螺桿式壓縮機由于其優點應用在很多行業,針對VOCs廢氣處理工藝的特點,螺桿式壓縮機具有很好的適用性,特別適合其工藝操作。同時,螺桿壓縮機內部結構簡單,部件數量較少,運行中一旦發生故障,可以輕松查找部位,具有維護簡單,故障處理檢修方便的特點。
由于VOCs廢氣成分復雜,需要做好防爆保護措施,因而需要配置的螺桿壓縮機在進行氣體壓縮冷卻時,不能使壓縮氣體含油,盡量選用無油干式螺桿壓縮機。目前,市場上無油干式螺桿壓縮機是以雙螺桿壓縮機為主,這種壓縮機技術也非常成熟,只需要根據現場工況要求進行調整。
二、VOCs螺桿壓縮機組流程
從上游裝置排出的VOCs氣體經由濾清器直接進入壓縮機氣缸腔,進行壓縮,在相應的氣壓調節與溫度控制下流出氣缸,最后再經由廢氣單向閥門進入排氣管。
1.氣液系統
VOCs廢氣壓縮機的進氣室可以噴射出潤滑油,起到冷卻、潤滑作用。在此處理過程中,溶劑和循環水先從壓縮機流出,經冷卻后,再流入氣固界面分離器,隔離后,經噴射濾清器,再將其送至壓縮機的吸入室。其中一部分氣液分離后,通過回流閥進入壓縮機進口,調節流量,穩定進口壓力。壓縮時,在裝置吸入室內補充液體,這時,分離器液面開始逐漸升高至系統設置的標準,人工關閉補液閥,通過對壓縮機出口溫度的調節,可以增加或減少循環噴射閥的開度。隨著系統的長期使用,在分離過程中,凝結物的數量會不斷增加,從而使液面超出系統的預設范圍,從而使分離器的開口量增加,直到液面回到標準,排液閥就會變得更小。通過調節壓縮機進口壓力來調節循環回流閥的開度,從而保證壓縮機工作的穩定,并在停車時保持開啟狀態,從而避免由于壓縮機腔內的壓力而造成轉子翻轉。
2.潤滑油系統
VOCs螺桿壓縮機組潤滑油系統的油箱為獨立的儲罐,與其基座共用。在啟動壓縮機主機之前,應先啟動油泵,讓油壓超過平衡室的壓力,對機組進行充分的潤滑,避免造成設備的損傷。若使用干式氣體密封,應注意在潤滑油泵啟動時,要對于干式氣密性軸承進行密封,否則,對潤滑油泵將不能打開,很可能會破壞干式氣體密封。
三、機組運行條件
VOCs壓縮機的運行管理,應嚴格按照相關技術標準實施,并對壓力、溫度、壓差、液位、振動指標實施遠程監控。
1.排氣溫度
螺桿壓縮機的排氣溫度不宜太高,否則會導致機油性能下降,轉子和機殼發生較大的變形。由于壓縮介質VOCs氣體極易揮發,因此必須嚴格控制廢氣溫度,使其出口溫度不能超過85℃,根據控制系統的檢測,需要對其在運行過程中進行噴射冷卻。
2.進排氣壓力
由于壓縮機組體積比的特點,在氣相成分穩定時,通常采取欠壓的方式,而根據實際的設計和使用經驗,其出口壓差范圍控制在8%之內,因而具有較高的效率。采用壓縮機出口回流來控制排氣量,既能有效地改善機組的工作穩定性,又能與流量調整結合起來,達到調節生產過程的負荷,一般在15%左右,這是合理選擇驅動系統的主要參數,避免出現大馬拉小車的現象。
3.潤滑油總管壓力
潤滑油總管壓力不宜太小,否則會導致機油無法順利進入軸承和密封,從而影響到整個設備的工作。一般潤滑油的主要出口壓力不超過0.25MPa,在大型設備的使用中,但潤滑線路較長時,為了減少潤滑油總管的壓力波動,可以設置儲能器,通常使用囊式儲能器。
4.機身振動
機箱的振動是對機組運行狀況的一個重要的監控指標,檢測點通常設置在每一軸支撐或支座上,沿徑向和軸向測得。VOCs裝置也有軸向、徑向兩個方向的振動檢測,采用轉速傳感器將信號傳輸到控制系統,應用報警系統進行控制。
四、MPS機械保護控制系統
MPS機械保護控制系統是一種用于保證螺桿壓縮機組安全、穩定工作的儀器控制系統。該系統根據螺桿壓縮機的工作特性和工作工況,在不同的控制點布置控制儀表,采集溫度、壓力等多種信號,實現對機組的實時監測,當控制點出現異常時,提供調整、報警、聯鎖停車等功能。系統根據設計需求,包括系統報警、聯鎖顯示、串行通信連接狀態的顯示、報警等。
1.MPS控制要求
MPS最高級別的控制需求時安全性,因此會有對應的聯動停車功能;二級控制需求為預警,并具備相應的警報功能;現場集中展示其技術指標。通常的控制方法是通過調整閥門的開度來確保設備的正常工作。
2.MPS控制邏輯
(1)聯鎖邏輯
針對壓縮機組的工況,MPS控制系統提供了一個聯動控制邏輯,即在合成氣壓力較低、供油總管入油氣壓較低、油罐火災溫度較低時,壓縮機組不能啟動。如果進氣壓力太低,將會使壓縮機組的排氣閥產生二次壓力,導致壓縮機組產生明顯抖動;潤滑油溫度、壓力不合格,對潤滑性能有較大的危害。當機油供給總管的壓力和廢氣溫度達到警告值時,就會引起應急剎車,以避免壓縮機出現不可逆的機械損壞。同時,針對安全儀器系統的相應級別的要求,采用適當方法,避免儀器的錯誤和信號的波動。
(2)報警邏輯
除聯鎖邏輯外,其他重要物理量也設有報警功能。如:入口濾清器壓差報警,提醒濾芯出現阻塞,需要更換濾芯;廢氣壓力報警;機油進油總管報警;機油濾清器的差壓,噴液過濾器的差壓;壓縮機進、排氣溫度報警;機油供給總管溫度報警;主機軸承高溫報警;電機定子線圈高溫報警;氣液分離裝置的液面高度報警;潤滑罐液面下降,壓縮機外殼振動報警;當所有的警報信號超過正常值時,會發出聲音和燈光警告,以警示操作者采取相應的措施,比如更換濾芯。
(3)閥門調節邏輯
VOCs螺桿壓縮機的調節器是專門的節閥調節閥。設備內采用了循環回流閥調節邏輯,以實現機械穩定,從而保證了壓縮機的穩定運行,同時也具有調整電流方向的作用。在停車過程中,此閥門始終處于開啟狀態,起到平衡壓縮機進、排氣兩個壓力差的功能。VOCs壓縮機的排氣溫度與壓力比、噴液量、工作腔內的溫度有關,在實際應用中,一般不能超過85℃。因此,利用壓縮機的廢氣溫度來控制循環噴射閥的開度,將從氣液分離器中分離出來的液體直接噴射到壓縮機空腔中,從而避免由于熱膨脹引起的咬合,自動排液閥控制是根據氣液分離器的液面變化來調整排放。
3.MPS主要部件及儀表選型
在螺桿壓縮機系統的實際應用中,對機身和適當位置的裝置也要有一定的防震動性能,由于VOCs氣體具有高腐蝕性、易揮發的特點,所以,對所有與VOCs廢氣管道接連的儀表、閥門、閥芯閥體等均采用了不銹抗酸鋼板,并建議采用更高級別的材料。
從螺桿壓縮機的工作性質出發,在實際應用中應該根據其結構和工作特點,合理選型、合理配置,使其具有更好的性能。
VOCs螺桿壓縮機組使用要注意的問題:一是根據廢氣的壓力合理選取梯級,利用高效的逆流來進行穩壓和調整,確保出口壓差,提高機組的運行效率。其次,對壓縮機組的MPS的聯鎖邏輯進行適當的設定,可以有效地防止壓縮機組頻繁停機和機械損壞。最后,選用適當的MPS元件,可以有效地降低工程造價。壓縮機組在MPS系統的實時監控與保護下,可用于高壓輸送VOCs廢氣,從而為螺桿壓縮機在廢氣處理領域市場打下良好的基礎。
來源:本站原創
網友評論
條評論
最新評論