【壓縮機網(wǎng)】本文將從項目開發(fā)到成功運行來介紹Acron 集團 PJSC威利基諾夫哥羅德尿素裝置，用整體齒輪離心壓縮機替代往復(fù)式壓縮機成功的改造2 000 MTPD尿素裝置。在此案例中您可以了解到阿特拉斯·科普柯整體齒輪CO2壓縮機的特點和優(yōu)點。
1. 威利基諾夫哥羅德尿素裝置（Veliky Novgorod Urea plant）壓縮機改造背景
威利基諾夫哥羅德尿素廠由Acron集團PJSC擁有和經(jīng)營。無論在俄羅斯還是全世界，Acron集團都是一個領(lǐng)先的垂直整合礦物肥料生產(chǎn)商。
從20世紀60年代后期起，威利基諾夫哥羅德尿素廠一直使用往復(fù)式壓縮技術(shù)進行生產(chǎn)。由8臺往復(fù)式壓縮機（包括2臺備用機）支持尿素生產(chǎn)，年產(chǎn)量為2000MTPD，壓縮機平均運行時間約為7650小時/年。然而往復(fù)式壓縮機每2000到3000小時需要停機檢修，機器老化以及頻繁檢修給企業(yè)造成了巨大的負擔(dān)。為了減少OPEX、延長檢修間隔，2012年威利基諾夫哥羅德尿素廠決定對設(shè)備進行改造，經(jīng)過多項比較，使用了阿特拉斯·科普柯整體齒輪離心式壓縮機進行全廠改造。
(圖1）
2. 威利基諾夫哥羅德尿素裝置改造備選方案及比較
2.1 原先使用的壓縮機。在改造之前，工廠使用的是60年代安裝的老式往復(fù)式壓縮機，由電動機直接驅(qū)動（圖1）。每1000 MTPD生產(chǎn)線需要安裝四臺往復(fù)式壓縮機（運行三臺，待機一臺）來壓縮32 500公斤/小時的CO2， 壓力從1公斤至200公斤絕壓。由于原有設(shè)備太陳舊和運行不穩(wěn)定，2012年決定對其改造。
2.2 改造的備選方案
這次改造的決策驅(qū)動因素主要有兩點：第一，新壓縮機的尺寸受限于現(xiàn)有空間，第二：有效壓縮和低維護的最佳結(jié)合。
備選方案一：再次使用往復(fù)式壓縮機。新設(shè)計的往復(fù)式壓縮機仍需將多個壓縮機并聯(lián)運行，需要脈動阻尼器。此外，需要更多頻次的停機維護時間。
備選方案二：單軸壓縮機。需要更大的占地空間。由低壓（LP）段和高壓（HP）段組成，需要更多的葉輪。單個軸單元的長期OPEX優(yōu)于往復(fù)式壓縮機，但仍不如整體齒輪壓縮機。
最佳方案：整體齒輪壓縮機。由于改造對新設(shè)備提出額外的約束和要求，我們從效率、可靠性、占地以及停機維護時間等方面對往復(fù)、單軸和整體齒輪技術(shù)進行分析后充分考慮了下面的因素：
1. 新設(shè)備的占地面積需要等于或小于現(xiàn)有空間
2. 新設(shè)備必須符合工廠現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施
3. 新設(shè)備設(shè)計階段需要考慮工藝以及公用設(shè)施連接的進出法蘭的尺寸和位置
4. 需要考慮噪聲水平和評估基本負荷
2.3 改造備選方案比較
整體齒輪壓縮機 VS 單軸壓縮機
效率取決于各種參數(shù)，通過逐個評估參數(shù)，以便找到最佳的壓縮解決方案。數(shù)據(jù)表明，整體齒輪的內(nèi)功率比單軸提高了23%，主要來自：
第一：增加中間冷卻器的數(shù)量，每個壓縮段后都可以容易地應(yīng)用，有助于更接近等溫壓縮。
第二：優(yōu)化每個小齒輪上的轉(zhuǎn)速（每兩級一根軸為同一轉(zhuǎn)速）。速度調(diào)整可提高流量系數(shù)從而帶來更好的效率。。
整體齒輪 VS 老式往復(fù)（活塞）壓縮機
?。▓D2）
（圖2）是兩種壓縮技術(shù)在壓、焓圖中的比較。原先往復(fù)式壓縮機用了3個中間冷卻器，每級壓比接近4。整體齒輪壓縮機8級壓縮，增加了中間冷卻器的數(shù)量，第一級壓比為3，隨后的級壓比更低一點，可以使CO2壓縮接近等溫壓縮。
表1比較新舊壓縮機得出整體齒輪壓縮機的優(yōu)勢：
1. 工藝參數(shù)、絕對流量和壓力不變的情況下，一臺整體齒輪壓縮機可以達到同樣的壓縮效果而無需備機
2. 更小的占地面積，與四個往復(fù)式壓縮機占地315 m2相比，只需180平方米，減少43%
3. 更短的維護停機時間和極佳的成本優(yōu)勢。每臺往復(fù)式壓縮機的維護時間大約16天/年，離心式壓縮機維護時間總共約30天/5年
4. 更少的磨損件
5. 不需要脈動阻尼器
1. 威利基諾夫哥羅德尿素裝置（Veliky Novgorod Urea plant）壓縮機改造背景
威利基諾夫哥羅德尿素廠由Acron集團PJSC擁有和經(jīng)營。無論在俄羅斯還是全世界，Acron集團都是一個領(lǐng)先的垂直整合礦物肥料生產(chǎn)商。
從20世紀60年代后期起，威利基諾夫哥羅德尿素廠一直使用往復(fù)式壓縮技術(shù)進行生產(chǎn)。由8臺往復(fù)式壓縮機（包括2臺備用機）支持尿素生產(chǎn)，年產(chǎn)量為2000MTPD，壓縮機平均運行時間約為7650小時/年。然而往復(fù)式壓縮機每2000到3000小時需要停機檢修，機器老化以及頻繁檢修給企業(yè)造成了巨大的負擔(dān)。為了減少OPEX、延長檢修間隔，2012年威利基諾夫哥羅德尿素廠決定對設(shè)備進行改造，經(jīng)過多項比較，使用了阿特拉斯·科普柯整體齒輪離心式壓縮機進行全廠改造。
(圖1）
2. 威利基諾夫哥羅德尿素裝置改造備選方案及比較
2.1 原先使用的壓縮機。在改造之前，工廠使用的是60年代安裝的老式往復(fù)式壓縮機，由電動機直接驅(qū)動（圖1）。每1000 MTPD生產(chǎn)線需要安裝四臺往復(fù)式壓縮機（運行三臺，待機一臺）來壓縮32 500公斤/小時的CO2， 壓力從1公斤至200公斤絕壓。由于原有設(shè)備太陳舊和運行不穩(wěn)定，2012年決定對其改造。
2.2 改造的備選方案
這次改造的決策驅(qū)動因素主要有兩點：第一，新壓縮機的尺寸受限于現(xiàn)有空間，第二：有效壓縮和低維護的最佳結(jié)合。
備選方案一：再次使用往復(fù)式壓縮機。新設(shè)計的往復(fù)式壓縮機仍需將多個壓縮機并聯(lián)運行，需要脈動阻尼器。此外，需要更多頻次的停機維護時間。
備選方案二：單軸壓縮機。需要更大的占地空間。由低壓（LP）段和高壓（HP）段組成，需要更多的葉輪。單個軸單元的長期OPEX優(yōu)于往復(fù)式壓縮機，但仍不如整體齒輪壓縮機。
最佳方案：整體齒輪壓縮機。由于改造對新設(shè)備提出額外的約束和要求，我們從效率、可靠性、占地以及停機維護時間等方面對往復(fù)、單軸和整體齒輪技術(shù)進行分析后充分考慮了下面的因素：
1. 新設(shè)備的占地面積需要等于或小于現(xiàn)有空間
2. 新設(shè)備必須符合工廠現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施
3. 新設(shè)備設(shè)計階段需要考慮工藝以及公用設(shè)施連接的進出法蘭的尺寸和位置
4. 需要考慮噪聲水平和評估基本負荷
2.3 改造備選方案比較
整體齒輪壓縮機 VS 單軸壓縮機
效率取決于各種參數(shù)，通過逐個評估參數(shù)，以便找到最佳的壓縮解決方案。數(shù)據(jù)表明，整體齒輪的內(nèi)功率比單軸提高了23%，主要來自：
第一：增加中間冷卻器的數(shù)量，每個壓縮段后都可以容易地應(yīng)用，有助于更接近等溫壓縮。
第二：優(yōu)化每個小齒輪上的轉(zhuǎn)速（每兩級一根軸為同一轉(zhuǎn)速）。速度調(diào)整可提高流量系數(shù)從而帶來更好的效率。。
整體齒輪 VS 老式往復(fù)（活塞）壓縮機
?。▓D2）
（圖2）是兩種壓縮技術(shù)在壓、焓圖中的比較。原先往復(fù)式壓縮機用了3個中間冷卻器，每級壓比接近4。整體齒輪壓縮機8級壓縮，增加了中間冷卻器的數(shù)量，第一級壓比為3，隨后的級壓比更低一點，可以使CO2壓縮接近等溫壓縮。
表1比較新舊壓縮機得出整體齒輪壓縮機的優(yōu)勢：
1. 工藝參數(shù)、絕對流量和壓力不變的情況下，一臺整體齒輪壓縮機可以達到同樣的壓縮效果而無需備機
2. 更小的占地面積，與四個往復(fù)式壓縮機占地315 m2相比，只需180平方米，減少43%
3. 更短的維護停機時間和極佳的成本優(yōu)勢。每臺往復(fù)式壓縮機的維護時間大約16天/年，離心式壓縮機維護時間總共約30天/5年
4. 更少的磨損件
5. 不需要脈動阻尼器
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