案例研究｜江南化工

15 万吨/年有机硅｜介质剧毒——氯甲烷压缩机组
（喷油螺杆压缩机 + 油分 + 壳管式油冷却器）

 

这是一套服务于15 万吨/年有机硅装置的氯甲烷压缩机组：采用喷油螺杆主机，多级油分与壳管式油冷却器，同时满足有毒/易燃介质的本质安全、检漏与分区要求（IEC 60079-10-1）。(aceconsultant.ir)

 

**方案要点：**油润滑螺杆压缩机（API 619 范畴）+多级油分（重力/旋流→高效聚结→精细除雾）+壳管式油冷却器（双联 100% 带压切换），并按 IEC 60079-10-1 做危险区分级、按 SDS/NIOSH 做毒性与报警阈值管理；吸排温压、油位/差压、LEL/有毒气体联锁齐备。(aceconsultant.ir)

 

下文覆盖：介质事实与风险→工况与挑战→系统方案→关键技术→选型与核算→调试与 O&M→RFQ 检查清单；并附可点击外链。

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1｜介质事实与风险（氯甲烷 CH₃Cl）

• 物性：常压沸点约 −24 °C，无色、具轻微甜味；易燃、可在密闭/低处聚集。
  外链：NIST WebBook（Chloromethane）
  https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74873 (NIST WebBook)

• 职业健康：剧毒/中枢神经影响；NIOSH 指导值与 OSHA PEL 可作报警与作业票基线。
  外链：NIOSH Pocket Guide（Methyl chloride）
  https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0403.html (CDC)

结论：氯甲烷压缩机组必须同时满足“易燃气体区域防爆 + 有毒气体检测”的双重要求，并将报警/切断/通风纳入因果表。

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2｜工况与挑战

• 负荷/波动：装置放空/回收与换牌工况导致入口 P/T 与流量波动；入口可能夹带液滴与油雾，存在液击风险。

• 可靠性：下游换热/计量设备对含油率极为敏感，需要多级油分把尾油压至 ppm 级，同时控制分段压降。

• 安环合规：IEC 60079-10-1 做区域分级（Zone 1/2），相应选择电机/仪表/配电；按 SDS/NIOSH/OSHA 设置有毒报警阈值与 PPE 策略。
  参考：IEC 60079-10-1 预览（BSI/ANSI）、OSHA/NIOSH 页面。(ANSI Webstore)

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3｜系统方案（喷油螺杆 + 多级油分 + 壳管式油冷）

1. 压缩主机

   • 型式：喷油螺杆（正排量），密封/冷却/润滑由油路完成，适配含烃/卤代烃工况。

   • 规范边界：API 619（旋转正排量压缩机——干式/油润滑螺杆等），强调振动/脉动控制、试验与文件。
     外链（标准说明/版本）：
     https://store.accuristech.com/standards/api-std-619-r2024
     https://aceconsultant.ir/wp-content/uploads/2024/08/API-619-5th-edition-2010.pdf (Accuris Standards Store)

2. 多级油分（重力/旋流 → 聚结 → 精细除雾）

   • 一级：扩大截面/旋流，去除>10–20 µm 液滴；

   • 二级：高效聚结元件，使 0.1–10 µm 雾滴长大可排；

   • 三级：精细除雾（纤维/丝网/折流板），将尾油降至目标 ppm；

   • 回油与液位：设液位变送与高高位跳闸，防“带油冲击”。
     外链（原理与选型）：
     Parker 有效聚结滤芯手册、Pall 液/气高性能聚结技术
     https://www.parker.com/content/dam/Parker-com/Literature/IGFG/PDF-Files/BRO-Finite-HSeries-062019.pdf
     https://www.pall.com/content/dam/pall/chemicals-polymers/literature-library/non-gated/GDS116.pdf (Parker Hannifin Corporation)

3. 润滑油冷却

   • 壳管式（Shell & Tube）油冷器：推荐双联 100% 冗余，两只切换阀实现带压切换；壳侧走油、管侧走闭式冷却水。

   • 设计核算：按 LMTD/ε-NTU 计算 UA；关注油侧允许压降/污垢系数/剪切。
     外链（壳管基础/工程参数）：
     https://www.engineeringtoolbox.com/heat-transfer-coefficients-exchangers-d_450.html
     https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/shell-and-tube-exchangers (Engineering ToolBox)

4. 仪控与安全

   • 检测：吸/排气 P/T、轴承与油温、油位、滤芯/除雾器 ΔP、振动、LEL + 有毒气体；

   • 联锁：高排温/高振动/低油压/液位高高/LEL 高高/有毒高高 → ESD 停机与切断；

   • 区域与通风：按 IEC 60079-10-1 划分 Zone 1/2；机房机械通风量与泄漏场景相匹配；气体检测可参考 Honeywell 等供应商技术手册。
     外链（分区预览/检测资料）：
     https://webstore.ansi.org/preview-pages/BSI/preview_30436862.pdf
     https://www.honeywellanalytics.com/~/media/honeywell-analytics/documents/english/11296_gas-book_v5_0413_lr_en.pdf (ANSI Webstore)

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4｜关键技术要点

• 脉动与管道动力学：正排量机器的口门存在脉动流，需要设置容积筒/消音器并做管道动力学校核（支架/约束/疲劳）。API 619 对此有明确提示。(aceconsultant.ir)

• 含油率 vs 压降：把尾油压到 ppm 级通常需要聚结 + 精细除雾的组合，同时控制各级 ΔP，避免在低温高负荷时造成超限压降。(Parker Hannifin Corporation)

• 油冷却余量：油冷器换热量可按“电机功率×(1−机械效率)×系数”粗估起点，再由厂家热平衡校核；采用双联 100%，保障不停机维护。(ScienceDirect)

• 毒性报警与交叉干扰：氯甲烷为关键检测对象，需关注传感器的交叉敏感与环境温湿度对读数的影响，参考传感器技术说明书与交叉表。(Industrial Automation)

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5｜选型与核算

用你们的实测参数替换示例变量，流程保持不变。
输入：入口 P₁/T₁、目标排气 P₂、体积分数波动、最大/最小流量；冷却水 进/回温；尾油目标（ppm）与允许压降。

步骤

1. 主机匹配：按多变/等熵方法估功率→比对厂家性能图选机型/转速/滑阀或 VFD 范围（API 619 作为采购/验收条款）。(aceconsultant.ir)

2. 油分级配：以入口气溶胶谱与目标尾油倒推表观速度/停留时间/面积；确定滤材、支撑与排油方式；分段 ΔP 在可接受范围内。(Parker Hannifin Corporation)

3. 油冷器 UA：按 LMTD/ε-NTU 估 UA 与面积；核对通道速率、允许 ΔP 与污垢系数；布置双联切换。(Engineering ToolBox)

4. 管道/脉动：在排气侧布置容积筒/消音器；做应力与振动校核，必要时声学-结构耦合。(aceconsultant.ir)

5. 安环联锁：依据 IEC 60079-10-1 完成分区图；制定 LEL/有毒报警→通风→切断→（可选）惰化的 Cause & Effect。(ANSI Webstore)

输出：电机容量与裕度；油分器规格（筒体/滤芯级数/材质/目标 ppm/分段 ΔP）；油冷器（UA/通道速率/允许 ΔP）；仪表与联锁表。

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6｜调试与 O&M

• 洁净与气密：系统清洗/干燥/抽真空，泄漏测试（不使用卤素火焰棒）；

• 油路：预润滑与升温程序；滤芯/除雾 ΔP 与旁通阀测试；

• 性能试验：尾油、分段 ΔP、振动、温升达标；

• 安全试验：LEL + 有毒报警→通风→停机/切断→惰化（如配置），完成全链路联调与记录；

• 备件：聚结芯、除雾垫、密封、液位开关/变送器、切换阀芯等双套备品。

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7｜RFQ（招采）快速检查清单

1. 介质与波动：明确 CH₃Cl 纯度、夹带成分与最不利 P/T/流量窗口；

2. 主机与标准：写入 API 619（设计/试验/文件）；

3. 油分目标：以ppm 级为尾油指标，采用多级油分（重力/旋流→聚结→除雾），并限定各级 ΔP；

4. 油冷却：壳管式油冷器双联 100% 带压切换；按 LMTD/ε-NTU 给出 UA 与允许 ΔP；

5. 安环文件：提交 IEC 60079-10-1 分区、LEL 与有毒气体探测布点、机房通风计算、ESD 因果表；

6. 试验与资料：FAT/SAT 方案、材料/焊接/无损、总装图/管道应力与脉动控制说明、O&M 手册；

7. 售后：关键备件清单与到货周期、培训与到场支持计划。

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精选外链（请保留在对外稿件中）

• 物性与命名（NIST WebBook｜Chloromethane）
  https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74873 (NIST WebBook)

• 职业健康（NIOSH Pocket Guide｜Methyl chloride）
  https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0403.html (CDC)

• 标准｜API 619（旋转正排量压缩机——螺杆）
  版本页：https://store.accuristech.com/standards/api-std-619-r2024 ，参考 PDF：
  https://aceconsultant.ir/wp-content/uploads/2024/08/API-619-5th-edition-2010.pdf (Accuris Standards Store)

• 危险区分级｜IEC 60079-10-1（预览）
  https://webstore.ansi.org/preview-pages/BSI/preview_30436862.pdf (ANSI Webstore)

• 油雾控制｜Parker 聚结过滤与油雾治理
  https://www.parker.com/content/dam/Parker-com/Literature/IGFG/PDF-Files/BRO-Finite-HSeries-062019.pdf(Parker Hannifin Corporation)

• 液/气高性能聚结（Pall 技术文档）
  https://www.pall.com/content/dam/pall/chemicals-polymers/literature-library/non-gated/GDS116.pdf (Pall)

• 壳管换热器基础（工程参数/综述）
  https://www.engineeringtoolbox.com/heat-transfer-coefficients-exchangers-d_450.html ，
  https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/shell-and-tube-exchangers (Engineering ToolBox)

• 气体检测概览（Honeywell Gas Book）
  https://www.honeywellanalytics.com/~/media/honeywell-analytics/documents/english/11296_gas-book_v5_0413_lr_en.pdf (honeywellanalytics.com)

 

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