沃爾姆雙級真空壓縮機革新中石化化工廠尾氣處理工藝

該化工廠尾氣主要成分為丙烯腈（1 類致癌物，具刺激性）、乙腈（高度易燃）、氫氰酸及水汽，成分比例波動大，且需滿足 “吸氣側高真空（≤-90kPa）、排氣側帶一定壓力（≈0.1MPa）” 的特殊工況。

原采用 “真空泵 + 壓縮機” 串聯工藝，存在三大痛點：

1.安全風險高

• 雙機連接管路易因振動導致泄漏，丙烯腈揮發風險威脅人員健康，歷史年均發生 3 次微量泄漏報警。

2.效率低下

• 中間環節壓力損失達 15%，且設備匹配性差導致整體能效僅 65%。

3.運維復雜

• 兩臺設備需獨立潤滑、冷卻系統，年維護成本超 200 萬元，占地空間達 12㎡，與廠區緊湊布局沖突。

沃爾姆真空提出 “單機集成化” 改造思路，通過定制化雙級真空壓縮機，實現 “抽吸 - 壓縮” 全流程無縫銜接，從源頭解決傳統工藝弊端。 以 API 681 標準為基礎，進行以下三方面的深度定制：

1. 全流程抗腐蝕密封設計

• 葉輪、泵體采用雙相不銹鋼 S31603（耐氫氰酸），關鍵部件經固溶熱處理（硬度提升至 HB200）；

• 軸封選用雙端面機械密封，配置獨立沖洗系統（沖洗液為白油，壓力高于介質壓力 0.2MPa），配合氮氣緩沖罐（壓力 0.5MPa），實現零泄漏運行，經第三方檢測泄漏率＜5ppm。

2. 雙級壓縮技術突破高工況限制

• 采用兩級葉輪串聯結構，一級葉輪實現高真空抽吸（極限真空 - 95kPa），二級葉輪接力壓縮至 ≈0.1MPa，將單級壓縮變成兩段壓縮，避免因壓縮比過高導致的氣量衰減。

3. 智能變工況調節系統

流量自適應：

• 集成 PID 智能控制器，根據尾氣組分在線分析儀（測量精度 ±2%）及壓力傳感器信號，自動調節旁路循環閥開度，實現抽氣量在 300-1000m3/h 范圍內無級調節，響應時間＜10 秒；

• 電機配置 IE4 級高效變頻電機（效率 96%），較原雙機系統節能 22%，年節電約 50 萬 kW?h。

安全冗余設計：

• 排氣側設置爆破片（動作壓力 0.35MPa）與在線氧含量監測（聯鎖停機閾值＞5%），雙重保障避免乙腈爆燃風險，投用以來安全聯鎖零誤觸發。

項目投用 18 個月，關鍵指標全面優于設計預期，成為石化行業尾氣治理標桿案例：

可靠性實證：

• 材料耐久性：停機拆檢顯示，S31603 部件表面腐蝕深度＜0.05mm，優于設計要求（＜0.1mm / 年）。

• 密封穩定性：雙端面機械密封運行 5000 小時無磨損，較傳統單端面密封壽命延長 3 倍。

• 極端工況應對：在丙烯腈濃度突增 30%（達 1500ppm）的工況下，設備仍保持穩定運行，排氣壓力波動＜±0.01MPa。