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1合成(解釋:由幾個部分合并成一個整體)氨的工作原理及過程
純凈的并合乎一定比例的氫和氮用化學的方法(method)合成為氨(化學式:NH3) 。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機,在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合,使兩個轉子嚙合處體積由大變小,從而將氣體壓縮并排出。其反應方程式:N2+3H2=2NH3+熱量(Heat)由于反應過程(guò chéng)是可逆的,為使反應始終保持向生成氨的方向進行,根據化學平衡轉移定律,就必須給反應過程增加壓力,壓力越高,反應越完全。但過高的壓力,將使設備的制造以及操作發生困難,目前世界上合成氨(分子式NH3)生產以中壓法為主,即合成壓力為200~300大氣壓范圍,這么高的壓力,就是由工作(gōng zuò)于流程之中的氮氫氣混合壓縮機提供的。
在合成氨生產過程中,氣體的流動(flow),輸送(delivery),凈化,合成都是在壓縮機正常運轉的情況下得以完成,是合成氨系統的心臟設備。這里簡單介紹最常見的以固體為原料的合成氨生產工藝過程。固體原料主要指無煙煤塊,焦炭和碳化煤球等。
能源研究與利用2000年第1期一定粒度的無煙煤塊或焦炭等在煤氣發生爐中,先交替通入空氣和蒸汽,制成半水煤氣,再經過冷卻,洗滌(washing),除塵等過程,進入氮氫氣壓縮機,壓縮至一定壓力送脫硫工段,去除氣體中的硫化氫,然后送往變換工段,使水煤氣中的一氧化碳與蒸汽在觸煤的作用下,轉變為二氧化碳和氫,再經脫碳工段,除去二氧化碳脫碳后的氣體返回氮氫氣壓縮機,壓縮至13MPa左右,送至銅洗工段,洗滌氣體中殘余的一氧化碳和二氧化碳。銅洗后的氣體又返回壓縮機,壓縮至合成壓力32MPa,送入合成塔,在觸煤作用下,氮氫氣合成為氨。未合成為氨的氮氫氣借助循環(continue)壓縮機進行增壓,補償由于合成過程而造成的壓力損失(loss),再進入合成塔繼續進行合成。
整個生產合成氨的過程是在氮氫氣壓縮機作用下經造氣,脫硫,壓縮,變換,碳(C)化,銅洗及合成七個工序完成。
2壓縮(compression)機的功率,效率及其影響(influence)因素
壓縮機是耗功機械,通過活塞在氣缸內作往復或旋轉(Rotating)運動,使氣體體積縮小提高(壓力(pressure),滿足生產需要。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機,在其中高速旋轉的葉片使通過它的氣體加速,從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發生在旋轉葉片上,部分發生在固定的擴壓器或回流器擋板上。因此它必須由驅動機械(電動機)不斷提供功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)才能工作。給壓縮機配備驅動機時,其功率大小,除了應滿足壓縮機工作循環需要的功率(稱指示功率)
之外,還應顧及功率傳遞過程的種種損耗。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個時間進行,如果保養好的可以延后,保養差的則需要提前。 測算壓縮機(compressor)的功率并分析影響功率的因素就是為了給正確選配驅動機提供依據(yī jù),評價壓縮機的工作性能,探討降低損耗,提高(效率的途徑。
2.1壓縮機(compressor)指示功率的測算
壓縮機的指示功率是指在壓縮機的氣缸內,一個實際循環中消耗(consume)的功稱為指示功,單位(unit)時間內所消耗的指示功稱為指示功率,多級多氣缸容積的壓縮機應將每一個氣缸容積的指示功率相加,即為壓縮機的指示功率。昆山空壓機保養冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫,再進入后冷器對排氣進行冷卻,另一路冷卻水進水管道經過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組,還有一路對油冷卻器進行冷卻。
在實際測試(TestMeasure)中,為了便于計算,可將每個氣缸實際做功作一些簡化:實際排氣過程壓力損失分別為一定值,實際循環按照絕熱過程進行
2.1.1壓縮(compression)機各級排氣量是指單位時間內,壓縮機(compressor)每級排出的氣體(gas),換算到一級吸氣口狀態(status)(壓力(pressure),溫度(temperature),濕度和壓縮性系數)時的氣體體積值。
2.1.2混合氣體絕熱指數與氣體的性質和溫度有關,各級氣體的絕熱指數可由表1取值。
2.1.3實際壓縮比i是壓縮機第i級氣缸顧及壓力損失的實際排氣壓力和吸氣壓力的比值。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件,空壓機轉1000個小時或一年后,要更換濾芯,在多灰塵地區,則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機,檢查壓縮機所有部件,排除壓縮機所有故障。
2.2壓縮機(compressor)效率的測算壓縮機理論循環功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)(各級指示功率之和)與實際消耗(consume)功率的比值稱壓縮機效率。它是用來衡量壓縮機經濟性的指標(target aim)。
具體測算時,可采用各級壓縮機指示功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)之和除以壓縮機曲軸端輸入功率。
3實測舉例
我市丹徒化肥廠是年產近80kt合成氨(分子式NH3)的中小型化肥廠,全廠共有8臺型號相同的氮氫氣壓縮(compression)機。下面以該廠4#壓縮機為例說明壓縮機效率(efficiency)測算方法。測試周期連續72小時,生產狀況穩定。
壓縮機型號(xíng hào):L33DD17/320銘牌記錄:一級吸氣量17m 3 /min一級吸入狀態(status)0.12MPa七級排出壓力32.1MPa壓縮機級數7級配套馬達型號:JSQ320/12額定功率:320kW額定電壓:380V額定電流(Electron flow):590A實測輸入功率:324kW測算電機實際效率:93.8% 3.1各級氣體成分和絕熱指數計算各級氣體組成含量取每小時化驗平均值(廠方定時化驗)氣體組成百分數見表
2. 3.2各級壓縮比計算實測壓縮機各級進,3.3各級排氣量測算在測試周期(cycle)中,生產穩定,各壓縮機進口(import)混合半水煤氣(Coal Gas)量,按全系統氣體平衡表流量值除以運行臺數,三級進口原料氣量,七級進口精煤氣量,采用同樣方法(method)測算。
3.4壓縮(compression)機各級指示功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)與效率