【壓縮機網(wǎng)】本文將從項目開(kāi)發(fā)到成功運行來(lái)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(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
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(chǎng)由Acron集團PJSC擁有和經(jīng)營(yíng)。無(wú)論在俄羅斯還是全世界，Acron集團都是一個(gè)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(chǎng)一直使用往復式壓縮技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。由8臺往復式壓縮機（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(shí)間約為7650小時(shí)/年。然而往復式壓縮機每2000到3000小時(shí)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。為了減少OPEX、延長(cháng)檢修間隔，2012年威利基諾夫哥羅德尿素廠(chǎng)決定對設備進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)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(jìn)行全廠(chǎng)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(chǎng)使用的是60年代安裝的老式往復式壓縮機，由電動(dòng)機直接驅動(dòng)（圖1）。每1000 MTPD生產(chǎn)線(xiàn)需要安裝四臺往復式壓縮機（運行三臺，待機一臺）來(lái)壓縮32 500公斤/小時(shí)的CO2， 壓力從1公斤至200公斤絕壓。由于原有設備太陳舊和運行不穩定，2012年決定對其改造。
2.2 改造的備選方案
這次改造的決策驅動(dòng)因素主要有兩點(diǎn)：第一，新壓縮機的尺寸受限于現有空間，第二：有效壓縮和低維護的最佳結合。
備選方案一：再次使用往復式壓縮機。新設計的往復式壓縮機仍需將多個(gè)壓縮機并聯(lián)運行，需要脈動(dòng)阻尼器。此外，需要更多頻次的停機維護時(shí)間。
備選方案二：?jiǎn)屋S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(gè)軸單元的長(cháng)期OPEX優(yōu)于往復式壓縮機，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(shí)間等方面對往復、單軸和整體齒輪技術(shù)進(jìn)行分析后充分考慮了下面的因素：
1. 新設備的占地面積需要等于或小于現有空間
2. 新設備必須符合工廠(chǎng)現有的基礎設施
3. 新設備設計階段需要考慮工藝以及公用設施連接的進(jìn)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，通過(guò)逐個(gè)評估參數，以便找到最佳的壓縮解決方案。數據表明，整體齒輪的內功率比單軸提高了23%，主要來(lái)自：
第一：增加中間冷卻器的數量，每個(gè)壓縮段后都可以容易地應用，有助于更接近等溫壓縮。
第二：優(yōu)化每個(gè)小齒輪上的轉速（每?jì)杉壱桓S為同一轉速）。速度調整可提高流量系數從而帶來(lái)更好的效率。。
整體齒輪 VS 老式往復（活塞）壓縮機
?。▓D2）
?。▓D2）是兩種壓縮技術(shù)在壓、焓圖中的比較。原先往復式壓縮機用了3個(gè)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量，第一級壓比為3，隨后的級壓比更低一點(diǎn)，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、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(wú)需備機
2. 更小的占地面積，與四個(gè)往復式壓縮機占地315 m2相比，只需180平方米，減少43%
3. 更短的維護停機時(shí)間和極佳的成本優(yōu)勢。每臺往復式壓縮機的維護時(shí)間大約16天/年，離心式壓縮機維護時(shí)間總共約30天/5年
4. 更少的磨損件
5. 不需要脈動(dòng)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(chǎng)由Acron集團PJSC擁有和經(jīng)營(yíng)。無(wú)論在俄羅斯還是全世界，Acron集團都是一個(gè)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(chǎng)一直使用往復式壓縮技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。由8臺往復式壓縮機（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(shí)間約為7650小時(shí)/年。然而往復式壓縮機每2000到3000小時(shí)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。為了減少OPEX、延長(cháng)檢修間隔，2012年威利基諾夫哥羅德尿素廠(chǎng)決定對設備進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)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(jìn)行全廠(chǎng)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(chǎng)使用的是60年代安裝的老式往復式壓縮機，由電動(dòng)機直接驅動(dòng)（圖1）。每1000 MTPD生產(chǎn)線(xiàn)需要安裝四臺往復式壓縮機（運行三臺，待機一臺）來(lái)壓縮32 500公斤/小時(shí)的CO2， 壓力從1公斤至200公斤絕壓。由于原有設備太陳舊和運行不穩定，2012年決定對其改造。
2.2 改造的備選方案
這次改造的決策驅動(dòng)因素主要有兩點(diǎn)：第一，新壓縮機的尺寸受限于現有空間，第二：有效壓縮和低維護的最佳結合。
備選方案一：再次使用往復式壓縮機。新設計的往復式壓縮機仍需將多個(gè)壓縮機并聯(lián)運行，需要脈動(dòng)阻尼器。此外，需要更多頻次的停機維護時(shí)間。
備選方案二：?jiǎn)屋S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(gè)軸單元的長(cháng)期OPEX優(yōu)于往復式壓縮機，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(shí)間等方面對往復、單軸和整體齒輪技術(shù)進(jìn)行分析后充分考慮了下面的因素：
1. 新設備的占地面積需要等于或小于現有空間
2. 新設備必須符合工廠(chǎng)現有的基礎設施
3. 新設備設計階段需要考慮工藝以及公用設施連接的進(jìn)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，通過(guò)逐個(gè)評估參數，以便找到最佳的壓縮解決方案。數據表明，整體齒輪的內功率比單軸提高了23%，主要來(lái)自：
第一：增加中間冷卻器的數量，每個(gè)壓縮段后都可以容易地應用，有助于更接近等溫壓縮。
第二：優(yōu)化每個(gè)小齒輪上的轉速（每?jì)杉壱桓S為同一轉速）。速度調整可提高流量系數從而帶來(lái)更好的效率。。
整體齒輪 VS 老式往復（活塞）壓縮機
?。▓D2）
?。▓D2）是兩種壓縮技術(shù)在壓、焓圖中的比較。原先往復式壓縮機用了3個(gè)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量，第一級壓比為3，隨后的級壓比更低一點(diǎn)，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、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(wú)需備機
2. 更小的占地面積，與四個(gè)往復式壓縮機占地315 m2相比，只需180平方米，減少43%
3. 更短的維護停機時(shí)間和極佳的成本優(yōu)勢。每臺往復式壓縮機的維護時(shí)間大約16天/年，離心式壓縮機維護時(shí)間總共約30天/5年
4. 更少的磨損件
5. 不需要脈動(dòng)阻尼器
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