透平機的改造總結

安小兵

(山西晉豐煤化工有限責任公司　山西高平048400)

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透平機的改造總結

安小兵

(山西晉豐煤化工有限責任公司山西高平048400)

山西晉豐煤化工有限責任公司采用透平驅動螺桿式二氧化碳壓縮機，自2008年8月投入運行以來，存在著運行周期短、透平機打氣量小等問題，通過探討和研究，決定對透平機進行徹底檢查和部分改造。

1　存在的問題及解決措施

1.1透平機打氣量小

(1)在運行一段時間后，壓縮機一段出口壓力偏高，設計值為0.625 MPa，而實際值為0.650 MPa；壓縮機二段出口壓力偏低，設計值為2.06 MPa，實際值為1.96 MPa；高壓缸打氣量為17 000 m3/h(標態(tài))，低于設計值18 000 m3/h(標態(tài))，判斷為低壓缸發(fā)生竄氣，嚴重影響打氣量。停車拆檢時發(fā)現(xiàn)，低壓缸接觸面為鋼面密封，此種密封方式上下密封面之間存在0.2～0.3 mm間隙，造成壓縮機一、二段之間竄氣，影響打氣量達500～800 m3/h(標態(tài))。于是采取了在壓縮機一、二段之間接觸的鋼面上銑槽并加裝密封墊的改進措施。開車后效果良好，透平機打氣量提升，由原來的17 300 m3/h(標態(tài))升至18 000 m3/h(標態(tài))，再未發(fā)生竄氣現(xiàn)象。同時，由于夏季溫度高，壓縮機一段進口原料氣溫度相應偏高，也會影響透平機打氣量。后來采用溴化鋰冷卻裝置對壓縮機一段進口原料氣進行降溫，壓縮機一段進口原料氣溫度由30 ℃降低至15 ℃，從而提高了透平機的打氣量。

(2)由于動力蒸汽內(nèi)含有微量SiO2及Na+，在汽輪機葉輪高速旋轉過程中會黏附在葉輪上，造成葉輪阻力過大，進而影響運行效率，壓縮機運行一段時間后，有效空間減少，影響透平機打氣量。以前清理葉片上的污垢只能停車拆檢，影響生產(chǎn)，故提出了不停車在線熱煮方法，即將動力蒸汽切換為不飽和蒸汽，通過蒸汽中夾帶的液態(tài)水對葉輪進行清洗，在壓縮機各段進口加入蒸汽，用蒸汽清洗各段葉片上的污垢，提高了壓縮機葉輪有效打氣空間，從而提高了透平機打氣量。

1.2水冷器冷卻效果差

機組運行一段時間后，由于循環(huán)水內(nèi)含有雜質，導致水冷器冷卻效果減弱。為保證壓縮機各段溫度及排氣壓力在正常指標范圍內(nèi)，應定期對各段水冷器進行反洗，以穩(wěn)定機組運行。

1.3壓縮機二段出口氣體壓力升高

運行一段時間后，壓縮機二段出口氣體壓力會逐漸升高，影響透平機的運行。由于壓縮機二段出口氣體經(jīng)脫硫系統(tǒng)進入三段，原料氣中夾帶的脫硫劑會黏附在三段葉輪上，造成壓縮機二段排出阻力增大，使壓縮機二段出口氣體壓力升高，為此，對脫硫系統(tǒng)流程進行了改造，改造方案示意如圖1所示。

圖1改造方案示意

由圖1可知，改造后壓縮機三段進口氣體先經(jīng)過分離器，防止了脫硫劑夾帶進入壓縮機葉輪，從而防止了壓縮機二段出口氣體壓力高而導致透平機運行周期短的問題。

2　干氣密封泄漏及改造

干氣密封是一種新型的非接觸式軸封。其主要流程為：0.6 MPa的隔離氣經(jīng)過濾器后減壓至30 kPa，分2路分別進入高壓缸兩端的隔離系統(tǒng)，將潤滑系統(tǒng)與密封系統(tǒng)隔離，防止密封系統(tǒng)被污染，而后通過泄漏氣排出腔體。來自壓縮機三段出口的工藝CO2緩沖氣(壓力為8.38 MPa、溫度為110 ℃)被過濾、減壓，分2路(流量為60～80 m3/h)分別進入高壓缸兩端的密封系統(tǒng)，少量泄漏氣排出。正常工作時，泄漏氣壓力為10～20 kPa、流量為11 m3/h。

在生產(chǎn)過程中，干氣密封多次發(fā)生泄漏，造成透平機停車檢修，嚴重影響透平機的穩(wěn)定運行。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，干氣密封緩沖氣在運行過程中會發(fā)生氣體中的水汽析出，導致水滴進入干氣密封，從而造成干氣密封泄漏。為了保證緩沖氣內(nèi)水汽維持在氣態(tài)，必須保證緩沖氣溫度高于壓縮機四段出口溫度1～2 ℃，為此，在緩沖氣管道外增設蒸汽夾套，保證緩沖氣內(nèi)水汽維持在氣態(tài)，確保干氣密封的正常運行。改造后，干氣密封未發(fā)生過泄漏，透平機的運行周期由原3個月延長至3年。

3　結語

改造后，透平機從原先1個月檢修1次延長至1年檢修1次，尿素產(chǎn)量也由原班產(chǎn)330 t提高至370 t，這為穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)打下了良好的基礎。

2015- 05- 19)