[发明专利]合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法

说明书

本发明属于合成氨领域，具体涉及一种合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法，包括多级氨压缩机组、气氨循环水冷却冷凝器、液氨槽、氨蒸发冷却器组、液氨流量计组、气氨流量计组、平衡氨蒸发冷却器组和调节分配阀组，液氨流量计组包括N个与氨蒸发冷却器一一对应的液氨流量计，气氨流量计组包括M个与各级氨压缩机一一对应的气氨流量计，平衡氨蒸发冷却器组包括N个与氨蒸发冷却器一一对应的平衡氨蒸发冷却器，调节分配阀可将平衡氨蒸发冷却器组蒸发的气氨分配至氨压缩机组中的任意K个氨压缩机。本发明能够解决多级压缩机组由于各级负荷比例失衡导致的喘振问题，而且平衡氨蒸发冷却器组也可以用于给物料降温，不存在作无效功的问题。

技术领域

本发明属于合成氨领域，具体涉及一种合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法。

背景技术

合成氨装置工艺流程主要由造气、变换、净化、氨合成等工艺段组成。在工艺生产过程中，根据工艺物流对温度级的需要，通过常温循环冷却水冷却、物料间冷热交换、氨蒸发冷却深冷等手段对物料进行降温冷却、冷凝，达到对物料分离、提纯、净化、降温的目的。

在工艺流程中，净化工段的-38℃低温甲醇、解析可用的H2物料、需冷却至-38℃的含硫/无硫富甲醇、需冷却至-35℃的H2S馏分，合成工段的氨分离需分级冷却至10℃、-8℃的低温冷等，需大量的且能达到深冷的冷负荷。由于温度级的需要，无法通过常温循环冷却水、7℃的溴化锂制冷机或常规电制冷机直接实现。因此，在合成氨装置中，就地取材利用氨蒸发能够达到低温的特点，通过氨冷冻系统实现，且由于根据合成氨装置中需要不同温度级的制冷温度，常规设置三级氨压缩机组，压缩不同温度级及对应不同蒸发压力级回路中蒸发后的气氨。

现有的氨冷冻系统中，受生产负荷对应的需冷量、环境温度变化对冷却循环水温度的影响、制冷剂蒸发冷却器前段循环水冷却器结垢导致传热性能下降等原因，往往会导致各温度级制冷剂蒸发冷却回路实际需蒸发的制冷剂量与原设计值出现差异，导致各温度级制冷剂蒸发量比例失衡，进而导致氨压缩机出现喘振。现有技术的解决方法是在氨压缩机前安装喘振阀，喘振阀的作用是将一部分液氨槽的液氨补充到负荷过小的氨压缩机中，问题在于这些补充到氨压缩机的液氨没有经过氨蒸发冷却器，即没有用到工艺上给物料降温，这样等于做了无效功，造成了能耗的浪费。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法的技术方案。

一种合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统，包括依次通过管路连接并构成循环回路的多级氨压缩机组、气氨循环水冷却冷凝器、液氨槽和氨蒸发冷却器组，所述多级氨压缩机组配合连接用以驱动其工作的汽轮机，所述多级氨压缩机组包括M级依次串联的氨压缩机，所述氨蒸发冷却器组包括N个与多级氨压缩机组通过管路按蒸发温度级的不同进行连接，还包括液氨流量计组、气氨流量计组、平衡氨蒸发冷却器组和调节分配阀组，所述液氨流量计组包括N个与氨蒸发冷却器一一对应的液氨流量计，所述液氨流量计监测对应氨蒸发冷却器的实际液氨进量，所述气氨流量计组包括M个与各级氨压缩机一一对应的气氨流量计，所述气氨流量计监测对应氨压缩机的实际气氨进量，所述平衡氨蒸发冷却器组包括N个与氨蒸发冷却器一一对应的平衡氨蒸发冷却器，所述平衡氨蒸发冷却器分流部分对应氨蒸发冷却器的液氨，所述调节分配阀组可将平衡氨蒸发冷却器蒸发的气氨分配至氨压缩机组中的任意K个氨压缩机，M、N为大于1的正整数，N不小于M，K为小于M的正整数。

进一步地，所述调节分配阀组包括M个调节分配阀，M个调节分配阀与M个氨压缩机通过管路一一对应连接，每个调节分配阀均通过管路与所有平衡氨蒸发冷却器连接。

进一步地，所述平衡氨蒸发冷却器的液氨进口设置分流阀。

进一步地，所述液氨流量计设置于对应氨蒸发冷却器的液氨进口。

进一步地，所述气氨流量计设置于对应氨压缩机的气氨进口。

进一步地，所述液氨槽与氨压缩机之间设置喘振回路，用以为氨压缩机补偿液氨，所述喘振回路上设置喘振阀。