二十世纪七十年代我国引进了十多套日产千吨的合成氨装置，近年来我公司承担了其中数套装置的增产节能技改项目。占地不变，定员不增，投资较少，用一个月大修期完成了压缩机的技术改造，日产合成氨达到1500吨，收到了明显的经济效益。本文以其中某装置为例，介绍工艺空气压缩机和合成气压缩机的改造经验。

1. 工艺空气压缩机改造方案

1.1 原引进机组情况

73年引进的该压缩机为两缸四段压缩，型号为5CK57 7CK31，低压缸共5级分两段，高压缸共7级分两段，低压缸和高压缸间设齿轮增速箱。机组设三个段间冷却器和一套油系统（与105J/JT氨压缩机组公用）。正常工况时，第四段排气量为 48 419 kg/h，一段进气压力为0.091MPa.A，四段排气压力为3.42MPa.A，轴功率 7437 kW。机组由DELAVAL公司制造。

驱动机为中压背压式汽轮机，型号为KJWV-DF，叶轮共8级，进汽压力为3.77MPa.A，温度321℃，冷凝压力114mmHg.A。正常工况时，耗汽量为37.4 T/h，汽耗率5.03kg/kW.h。汽轮机的额定功率为 9765kW。

1.2 已改造情况

95年节能增产技改时，由国内制造厂对压缩机高、低压缸的内件进行了更新。原13级叶轮仅第一、第二级为三元流叶轮，此次改造已全部更换为三元流叶轮，并改造了隔板、气封等内件。四段出口气量达到57 320kg/h（湿基）。改造后满足了氨日产1150吨的要求，整机多变效率提高了5个百分点，轴功率 8117 kW。汽轮机及其它的辅机未改动。改造后，压缩机组的实际性能达到美国KBR公司可研报告的数据：轴功率8400kW，汽轮机的汽耗5.2kg/kW.h，中压蒸气4.04 MPa.A、363℃用汽量为43.68T/h。

1.3 改造方案

本次技改按美国KBR公司流程，四段排气量要求达到73 760 kg/h（湿基），排气压力3.672 MPa.A，进口空气温度35℃，相对湿度75%。为使改造后的工艺空气压缩机有足够的富裕量，相对湿度按82%，空气流量富裕量按10~15%考虑。

本机组改造有两个方案。一是改造现有机组，二是并联一台电机驱动离心压缩机。表1从一次性投资、运行费、改造工作量和风险性四方面对两方案作了对比。方案的报价分别取自相关公司的初步报价，备件费系估计价。

多轴式离心压缩机比常规的单轴式离心压缩机效率高、价格低的原因是：

各级叶轮可在最佳转速下运转，同时叶轮直径和转速能最佳匹配，因此保证了各级叶轮的高效率。而单轴式压缩机则只有一种或两种转速。

每级叶轮悬臂安装，轴向进气，流动状态比单轴式压缩机均匀，提高了级效率。

每级叶轮压比高。工艺空气压缩机的总压比为37.8，多轴式压缩机仅用6个叶轮，单轴式压缩机要12个叶轮，因此造价降低。

1．4关于并联多轴式离心压缩机的进一步说明

（1）离心压缩机气量调节最经济的方法是改变转速，其次是可调入口导叶、进气节流、排气节流、打回流（经济性递减）。由于本次改造中并联的压缩机是用电动机驱动，大功率电机用变频器调转速投资太高，用液力偶合器费用也高，还有功率损失。因此，通常是电动的压缩机全气量运行，负荷调节仅由汽轮机驱动的机组承担。如汽动式压缩机的气量减少得太多，接近压缩机喘振线时，则采用调节另一台电动式压缩机的入口导叶来实现。多轴式压缩机的优点是每级叶轮前部便于安装可调进口导叶，在保证恒定的出口压力下，稳定运行范围扩大，而功率损失很小。

（2）近十年来，多轴式离心压缩机才在我国开始大量使用。但这是一种成熟可靠的老机型。1947年德国的DEMAG公司研制成功世界第一台多轴式四级离心压缩机，1948年取得了专利权。1968年专利到期，世界上主要的离心压缩机厂竞相开始制造。八十年代初，沈阳鼓风机厂引进了日立公司DH系列多轴式四级离心压缩机制造技术，目前已经生产近200台。但用于合成氨装置的工艺空气压缩机总压比高，需采用多轴式六级离心压缩机，目前我国还不能制造。现在我国已在数套合成氨装置上采用了多轴式离心压缩机，已有十年成功的工业运行经验。可以认为，选用此机型是可靠的。
 

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