保障循環(huán)氫壓縮機安全平穩(wěn)運行

文/石芝鋒

保障循環(huán)氫壓縮機安全平穩(wěn)運行

文/石芝鋒

循環(huán)氫壓縮機排氣量降低故障的原因分析及解決措施——針對我司13萬t/a非芳烴溶劑油裝置循環(huán)氫壓縮機機組在生產(chǎn)運行期間出現(xiàn)的排氣量降低故障，結(jié)合檢修情況，探討循環(huán)氫機壓縮機排氣量降低的原因，并針對性地提出切實有效的處理措施，確保了機組的安全生產(chǎn)運行，為裝置的長周期運行提供了有力的保障。

在加氫精制裝置中，循環(huán)氫壓縮機是加氫裝置的核心設(shè)備，其長周期、安全和平穩(wěn)運行，是裝置長周期安全生產(chǎn)運行的關(guān)鍵。在加氫精制裝置中，往復式氫壓機的作用主要為加氫精制反應系統(tǒng)補氫增壓，保障原料氫循環(huán)使用。我司13萬t/a非芳烴溶劑油裝置循環(huán)氫壓縮機C-1002A/B機組為固定水冷式、一級、對稱平衡型無油潤滑往復活塞式壓縮機，其作用是為柴油加氫裝置反應系統(tǒng)輸送原料氫氣及原料氫循環(huán)，系統(tǒng)補氫增壓。自2016年3月15日投入生產(chǎn)以來，循環(huán)氫壓縮機C-1002A/B相繼出現(xiàn)了排氣量降低的問題，滿足不了生產(chǎn)需要，嚴重影響裝置的長周期和安全生產(chǎn)運行。

結(jié)合循環(huán)氫壓縮機C-1002A/B出現(xiàn)的排氣量降低故障案例，我司針對性地分析機組故障原因，并提出有效的解決措施，對今后機組故障處理和機組管理有著非常重要的指導意義。同時循環(huán)氫壓縮機的安全、平穩(wěn)和長周期運行是非常重要的，對確保裝置的長周期、安全和平穩(wěn)生產(chǎn)運行非常關(guān)鍵，對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營起到非常重要的作用。

原因分析及解決措施

機組概述

C-1002A/B機組為固定水冷、一級、對稱平衡型無油潤滑往復活塞式壓縮機，其作用是為13萬t/a非芳烴溶劑油裝置反應系統(tǒng)用的循環(huán)氫增壓循環(huán)，一備一用。

該循環(huán)氫壓縮機機組規(guī)格型號為DW-11/15-25，額度流量為11.0 Nm3/min，額度吸氣壓力為1.5 MPa，額度排氣壓力為2.5 MPa，其詳細的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

機組故障描述

2017年7月23日15:45，當班班長在巡檢發(fā)現(xiàn)，循環(huán)氫壓縮機C-1002B出口流量降低，如圖1和圖2所示，由原來的出口流量13 704.518N m3/h下降到8 620.269 Nm3/h，出口流量降低了37.1%，滿足不了生產(chǎn)需要，被迫切換備用機組進行停機檢修。

機組故障原因分析

壓縮機組排氣量不足是與壓縮機的設(shè)計氣量相比而言的，影響機組排氣量的因素很多，包括生產(chǎn)工況、機器性能和氣體性質(zhì)等。從檢修的情況分析，機組排氣量降低有以下幾方面的原因。

1. 氣閥故障，造成氣閥漏氣，影響機組排氣量。

從檢修情況看，機組氣閥覆蓋結(jié)焦物，左右氣缸排氣閥閥片部分斷裂，彈簧斷裂，進、排氣閥閥片及閥座有腐蝕磨損，如圖3。閥片卡住、閥片和彈簧斷裂是氣閥中最主要的故障，主要原因就是閥片或者彈簧的運動機構(gòu)不良，氣閥結(jié)焦物卡死，閥體的中心部位鎖緊螺栓松動，等等都是造成氣閥故障的原因。因此，壓縮機吸、排氣閥的故障對排氣量的影響主要為閥座與閥片間結(jié)焦物或其他雜物，關(guān)閉不嚴，形成漏氣。這不僅影響排氣量，而且還影響間級壓力和溫度的變化，造成機組排氣溫度高。

表1 循環(huán)氫壓縮機C-1002A/B技術(shù)參數(shù)表

圖1 循環(huán)氫壓縮機出口流量趨勢圖

圖2 循環(huán)氫壓縮機出口流量趨勢圖

其中閥座與閥片接觸不嚴形成漏氣而影響了排氣量，原因包括：制造質(zhì)量問題，如閥片翹曲等；由于閥座與閥片磨損嚴重而形成漏氣；氣閥彈簧力與氣體力匹配的不好。彈力過強則使閥片開啟遲緩，彈力太弱則閥片關(guān)閉不及時，這些不僅影響了氣量，而且會影響到功率的增加，以及氣閥閥片和彈簧的壽命。同時，也會影響到氣體壓力和溫度的變化。此外，在安裝時，壓緊氣閥的壓緊力不當：壓緊力小，則要漏氣；壓緊力過大，會使閥罩變形、損壞。

2. 活塞環(huán)及支撐環(huán)磨損嚴重、超差，使有關(guān)間隙增大，泄漏量增大，影響到了排氣量。檢修發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)存在磨損，間隙過大的問題。

3. 機組填料函密封泄漏產(chǎn)生漏氣使氣量降低。

圖3 氣閥結(jié)焦物、彈簧斷裂

機組在運行時發(fā)現(xiàn)填料函存在泄漏，產(chǎn)生漏氣使氣量降低。經(jīng)對填料函打開檢修，發(fā)現(xiàn)填料函存在磨損、拉傷和油泥積垢，活塞桿也存在局部磨損的問題，密封環(huán)和鎖閉環(huán)拉簧斷裂。因此，究其原因首先是填料函拉簧材質(zhì)已經(jīng)不符合現(xiàn)高含硫的工況，導致拉簧斷裂；其次可能是由于在安裝時，活塞桿與填料函中心對中不好，產(chǎn)生磨損和拉傷等造成漏氣；填料氮封氣源不干凈，也會導致積垢磨損。一般在填料函處加注潤滑油，起到潤滑、密封和冷卻的作用。

從現(xiàn)場檢修可知，機組進口過濾器壓差大，打開檢查發(fā)現(xiàn)過濾器積垢堵塞，使吸氣阻力增大，從而造成排氣量減少。

解決措施

1. 更換斷裂和損壞的氣閥閥片、彈簧和閥座或整套更換氣閥。

因本次裝置循環(huán)氫含硫化氫高（約8 000 ppm），因此注意氣閥的材質(zhì)要符合現(xiàn)工藝工況的特性，嚴格把控好氣閥及彈簧的質(zhì)量。更換的備件要認真檢查驗收，閥片不得有變形、裂紋和劃痕等缺陷；閥座密封面不得有腐蝕麻點、氣孔及劃痕，表面粗糙度為Ra 0.8，閥座邊緣不得有裂紋、溝槽等缺陷；閥座與閥片接觸線應連續(xù)封閉；對氣閥組裝后，用煤油進行氣密性試驗，對超標一律更換或返修。同時要嚴格控制好機組進氣氣源的潔凈度，介質(zhì)要干凈，在機組大修和裝置檢修后，要嚴格按規(guī)程對所屬管線逐條進行吹掃和置換。在進行機組檢修時，要嚴格按照《SHS 01020-2004 活塞式壓縮機維護檢修規(guī)程》進行檢修和驗收，把控好檢修質(zhì)量。

2. 更換磨損的活塞環(huán)。

嚴格控制安裝質(zhì)量，活塞間隙要嚴格按照圖紙的要求，對無圖紙時，可依據(jù)規(guī)范標準經(jīng)驗資料。對于活塞與氣缸之間沿圓周的間隙，如為鑄鐵活塞時，間隙值為氣缸直徑的（0.06/100）～（0.09/100）；對于鋁合金活塞，間隙為氣徑直徑的（0.12/100）～（0.18/100）；鋼活塞可取鋁合金活塞的較小值。在進行機組檢修時，要嚴格按照《SHS 01020-2004 活塞式壓縮機維護檢修規(guī)程》進行檢修和驗收，把控好檢修質(zhì)量。

3. 更換整套磨損的填料函，選用抗H2S腐蝕的拉簧（17-7PH），對活塞桿進行研磨，控制好填料氮封氣源氮氣，不含水，氣源要干凈。

4. 要定期檢查和清洗過濾器濾芯。

機組管理不到位，應加強機組的管理工作，做好機組的日常維護保養(yǎng)和定期維護保養(yǎng)工作，成立公司級大型機組的特護工作，崗位操作人員要嚴格按照設(shè)備安全操作規(guī)程操作。

檢修后機組運行效果

經(jīng)過仔細排查檢修調(diào)試合格投入運行后，嚴格加強工藝操作和機組的日常維護保養(yǎng)及定期維護保養(yǎng)工作。到目前為止，機組運行良好，各工藝指標正常，達到了很好的效果。

結(jié)語

循環(huán)氫壓縮機是裝置的關(guān)鍵性設(shè)備，其安全平穩(wěn)運行，是裝置長周期、安全平穩(wěn)的生產(chǎn)運行的關(guān)鍵。

循環(huán)氫壓縮機排氣量不足是往復式壓縮機常見的故障之一，其產(chǎn)生的原因既有工藝方面的原因，也有設(shè)備及機組管理方面的原因。

因此，為了確保機組的安全平穩(wěn)運行，應該建立健全大型機組的特護管理組織機構(gòu)，明確職責，加強分工，加強機組的管理工作。

日常要加強機組的維護保養(yǎng)和定期維護保養(yǎng)工作；機組要定時定點進行巡檢點檢工作，及時發(fā)現(xiàn)機組在運行過程中的隱患，確保機組的安全運行。同時崗位操作人員要嚴格按照設(shè)備安全操作規(guī)程進行操作，嚴禁違規(guī)操作。

只有這樣堅持科學的管理，才能降低設(shè)備故障率，降低設(shè)備維修和管理成本，確保設(shè)備的安全運行，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

本文作者系廣西欽州泰興石油化工有限公司設(shè)備主管。