煤氣壓縮機(jī)氣缸進(jìn)水原因及改造

薛晟

煤氣壓縮機(jī)氣缸進(jìn)水原因及改造

薛晟

對(duì)煤氣壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)發(fā)生氣缸進(jìn)水的原因進(jìn)行了分析并提出了現(xiàn)場(chǎng)改造方案。關(guān)鍵詞 煤氣壓縮機(jī)；緩沖柜；冷凝水；缸體

1 問(wèn)題的提出

大同煤礦集團(tuán)公司城市煤氣聯(lián)產(chǎn)5萬(wàn)t/a甲醇工程設(shè)計(jì)時(shí)，將廠(chǎng)內(nèi)的5 000 m3柜用作了甲醇原料氣的貯存和緩沖柜。工程投產(chǎn)后，5 000 m3柜在運(yùn)行中有諸多不足。煤氣生產(chǎn)有波動(dòng)時(shí)極易出現(xiàn)氣源不夠或過(guò)剩的現(xiàn)象，而甲醇正常生產(chǎn)時(shí)原料氣的需求量為6 000 m3/h，5 000 m3柜不僅容量小，而且上下升降范圍小，緩沖能力差，調(diào)整不及時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)供矛盾，嚴(yán)重影響了甲醇的正常生產(chǎn)，同時(shí)也限制了制氣的正常生產(chǎn)。為保證甲醇生產(chǎn)的穩(wěn)定，2007年3月我們將5萬(wàn)m3濕柜改為緩沖柜，運(yùn)行后大大改進(jìn)了緩沖柜的緩沖能力，增大了氣柜的調(diào)峰能力，使供甲醇生產(chǎn)的煤氣流量穩(wěn)定，甲醇生產(chǎn)達(dá)到投產(chǎn)以來(lái)的最高產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)；同時(shí)，由于氣源的穩(wěn)定，在甲醇生產(chǎn)的節(jié)能降耗中也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，有利于調(diào)節(jié)，保證供給甲醇生產(chǎn)穩(wěn)定的煤氣流量，穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)確保了全年生產(chǎn)量，為城市煤氣聯(lián)產(chǎn)5萬(wàn)t/a甲醇提供了保證。

5萬(wàn)m3濕柜未改造前，濕柜、干柜作為城市煤氣共同的貯氣柜，兩者通過(guò)管道連通，高峰時(shí)兩柜同時(shí)為壓縮機(jī)提供氣源，高峰過(guò)后煤氣從干柜補(bǔ)充進(jìn)入濕柜，使?jié)窆裆?7 m的穩(wěn)定高度。5萬(wàn)m3濕柜改為緩沖柜后，原有的濕柜進(jìn)出口管道通過(guò)閥門(mén)與濕柜斷開(kāi)，濕柜退出城市煤氣運(yùn)行系統(tǒng)，干柜作為城市煤氣的唯一貯氣柜單獨(dú)運(yùn)行，炭化產(chǎn)出的煤氣經(jīng)凈化后全部進(jìn)入干柜，壓縮機(jī)進(jìn)口所需的煤氣均由干柜出口管供應(yīng)。濕柜改為緩沖柜后，運(yùn)行一直平穩(wěn)，但從2007年5月一加壓站壓縮機(jī)在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)10多次聲音異常，缸體運(yùn)行故障等，故障率明顯比以往增多，同時(shí)高峰供氣時(shí)進(jìn)口管道也經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)壓的現(xiàn)象。

壓縮機(jī)是凈化車(chē)間的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)著煤氣的壓送任務(wù)。機(jī)器設(shè)備的完好率一直是車(chē)間的頭等大事，尤其是高峰期間不得有半點(diǎn)差錯(cuò)。由于7臺(tái)壓縮機(jī)是建廠(chǎng)時(shí)的設(shè)備，已連續(xù)運(yùn)行多年，再加上近年來(lái)煤氣用戶(hù)的不斷增加，高峰時(shí)輸送量的不斷增加，除二加壓站開(kāi)機(jī)外，一加壓站仍要開(kāi)4臺(tái)機(jī)。為保證高峰供氣，緩解高峰供氣壓力，備用設(shè)備隨時(shí)可能因?yàn)閴毫Σ蛔愫凸收隙_(kāi)啟。工作中我們要求運(yùn)行和備用設(shè)備的完好率均在95%以上，若出現(xiàn)連續(xù)的壞機(jī)故障，壓縮機(jī)維修次數(shù)增加，將造成高峰供氣不足，甚至脫壓，使生產(chǎn)的煤氣不能正常壓送到用戶(hù)，這關(guān)系著全集團(tuán)公司數(shù)萬(wàn)人的吃飯問(wèn)題。為此，車(chē)間一方面關(guān)注高峰時(shí)間的供氣操作情況，另一方面加派了人力加緊維修。在維修中發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)每次都是活塞、十字頭和缸體嚴(yán)重?fù)p壞，且每次缸體都有進(jìn)水現(xiàn)象，缸體進(jìn)水是壓縮機(jī)損壞的主要原因。由于活塞與缸體的損壞，使得更換修復(fù)周期加長(zhǎng)。壓縮機(jī)的價(jià)格為30萬(wàn)元/臺(tái)，更換十字頭、活塞與缸體每次都需上萬(wàn)元。壓縮機(jī)同時(shí)多臺(tái)次連續(xù)出現(xiàn)故障，不僅增加了輸送壓力和運(yùn)行費(fèi)用，也給安全生產(chǎn)、正常供氣帶來(lái)了隱患。壓縮機(jī)故障統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 壓縮機(jī)故障統(tǒng)計(jì)

2 改造方法

壓縮機(jī)正常運(yùn)行，進(jìn)口管內(nèi)和缸體內(nèi)是禁止進(jìn)水的。壓縮機(jī)的工作原理是：由立、臥缸組成，通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將煤氣加壓后送往輸配管網(wǎng)。由于活塞是在缸體內(nèi)高速運(yùn)行的，兩者相互摩擦，必須通過(guò)水套和添加潤(rùn)滑油潤(rùn)滑降溫，潤(rùn)滑油通過(guò)潤(rùn)滑減小摩擦，保護(hù)活塞與缸體。氣缸內(nèi)進(jìn)水后，由于水的壓縮比非常小，而活塞與缸蓋之間的死點(diǎn)間隙僅2 mm～3 mm，因此氣缸一旦進(jìn)水就會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)于活塞與缸蓋的撞缸事故，輕則損壞活塞、活塞桿和十字頭，重則會(huì)撞壞缸體，可能發(fā)生機(jī)毀人亡的重大事故。在檢修中打壓發(fā)現(xiàn)水套并未損壞漏水，缸體和出氣管內(nèi)有積水，進(jìn)而檢查進(jìn)口管內(nèi)也有積水，說(shuō)明水是管道里的。從炭化出來(lái)的高溫煤氣經(jīng)過(guò)初冷、洗氨、脫硫等一系列的凈化工藝后，煤氣中大部分焦油、水分、雜質(zhì)都被除去，但仍有部分水分存在，在煤氣不斷輸送中隨著管線(xiàn)的加長(zhǎng)逐漸冷凝下來(lái)聚集在管道中。煤氣管道中為防止冷凝液聚集在管道的最低點(diǎn)都設(shè)有凝水缸。凝水缸的作用是收集管道煤氣中的冷凝液，并將其收集在一起后定期由抽水車(chē)集中抽走，如不及時(shí)抽走，就會(huì)越來(lái)越多，減少管道的有效橫截面積，減少煤氣單位截面的流量。尤其是在管道的較低處聚集更會(huì)影響煤氣的輸送，高峰供氣時(shí)進(jìn)口管道經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)壓現(xiàn)象，說(shuō)明高峰時(shí)干柜出口管的煤氣流量不足。經(jīng)理論計(jì)算，干柜出口DN800的管道完全可以滿(mǎn)足高峰時(shí)供氣要求，流量不足說(shuō)明管道可能有冷凝水積聚，使得管徑變小，影響了煤氣的輸送。通過(guò)對(duì)抽水情況進(jìn)行了解，改造后凝水缸的水比原來(lái)少了許多，有時(shí)甚至沒(méi)有水。通過(guò)查閱圖紙和實(shí)地勘察，發(fā)現(xiàn)干柜出口與濕柜出口的連通管發(fā)生了下沉，凝水缸處已不是最低點(diǎn)，冷凝水在連通管道的最低點(diǎn)凝結(jié)，集中不到凝水缸內(nèi)，管內(nèi)的冷凝水不能排出，不斷積聚使得煤氣管道的有效管徑變小。原先進(jìn)入濕柜的煤氣管道為DN500的焊管，干柜出氣管道為DN800的焊管，當(dāng)冷凝水在最低點(diǎn)凝結(jié)滿(mǎn)后流人凝水缸，兩者同時(shí)供氣時(shí)干柜出氣管煤氣流量不大，積聚在管道的冷凝水影響不大，所以看不出異常。干柜單獨(dú)運(yùn)行后，連通管成了輸送煤氣的唯一管道，煤氣中的冷凝水積聚于新的低點(diǎn)而無(wú)法進(jìn)入凝水缸，積聚的冷凝水占據(jù)了有效管徑，使得流量減小，當(dāng)高峰供氣時(shí)煤氣需求量增大，使得壓縮機(jī)進(jìn)口煤氣量供不應(yīng)求，形成負(fù)壓；同時(shí)高峰時(shí)隨著煤氣量的增加會(huì)將管道內(nèi)積聚的冷凝水不斷帶出隨煤氣一起進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，造成了壓縮機(jī)的損壞。我們?cè)谙鲁咙c(diǎn)鉆孔檢查發(fā)現(xiàn)有大量的冷凝水，找到了問(wèn)題的原因。為解決這一問(wèn)題，我們提出了在最低點(diǎn)加裝凝水缸放空連通管段的冷凝水和將原有濕柜進(jìn)氣管與出氣管進(jìn)行連接利用，形成雙線(xiàn)供氣來(lái)增加煤氣量的方案。在新的最低點(diǎn)加裝凝水缸，增加連通管的有效管徑，避免高峰供氣時(shí)冷凝水隨煤氣一起進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，造成壓縮機(jī)的損壞；同時(shí)在連通處的最低點(diǎn)加裝水封，及時(shí)放出連通管道內(nèi)積存的水。

干柜出口管由單線(xiàn)供氣變?yōu)殡p線(xiàn)供氣不僅增加了煤氣的供應(yīng)管徑，減輕了高峰時(shí)段干柜出口管的負(fù)擔(dān)，也是為適應(yīng)今后煤氣用戶(hù)和煤氣量不斷增加的需要。通過(guò)論證此方案簡(jiǎn)單可行，經(jīng)過(guò)10 d的努力于12月25號(hào)完工。

3 改造效果

工程完工后壓縮機(jī)一直運(yùn)行平穩(wěn)，檢查進(jìn)氣管沒(méi)有發(fā)現(xiàn)水，同時(shí)進(jìn)氣管沒(méi)有再出現(xiàn)負(fù)壓的現(xiàn)象，說(shuō)明方法、措施完全正確。通過(guò)這次改造，不僅有效地利用了原來(lái)濕柜閑置的進(jìn)出口管道，使高峰時(shí)段干柜出口煤氣有效地進(jìn)行了分流，減少了高峰用氣量大時(shí)的供氣壓力，而且避免了管道內(nèi)冷凝水進(jìn)入壓縮機(jī)，保證了壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)的使用壽命；積累了壓縮機(jī)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，節(jié)約了大量的設(shè)備費(fèi)用和維修費(fèi)用，更為重要的是保證了安全生產(chǎn)、正常連續(xù)供氣。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這次改造，我們認(rèn)識(shí)到在煤氣的輸送中，合理設(shè)計(jì)管徑大小和凝水缸的位置是十分必要的；同時(shí)，在今后工作中要加強(qiáng)對(duì)凝水缸的管理，及時(shí)排除冷凝水，保證輸送設(shè)備的完好，正常地供氣。

Causes of the Water Seepage in Gas Compressor Cylinder and its Modification

Xue Sheng

This article analyzed the causes of water seepage during continuously operating of the gas compressor, and provided on-site modification methods.

gas compressor;buffer counter;condensation water;block

TQ545

A

1000-4866（2010）03-0019-02

2010-06-16

薛晟，男，1970年出生，1994年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)（化工系），工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)公司煤氣廠(chǎng)工作，工程師。

修回日期：2010-07-07