酯化循環(huán)氣壓縮機配套汽輪機組試車總結(jié)

(陽煤集團壽陽化工有限責(zé)任公司，山西 晉中 045400)

陽煤集團壽陽化工有限責(zé)任公司(以下簡稱陽煤壽陽公司)20萬t/a煤制乙二醇項目是山西省轉(zhuǎn)型綜改重大建設(shè)項目，對集團公司調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有積極示范作用。酯化循環(huán)氣壓縮機組是乙二醇裝置中的核心設(shè)備，其具有轉(zhuǎn)速高、體積大，對機組設(shè)計、制造、安裝、試車等各環(huán)節(jié)要求嚴格的特點。

酯化循環(huán)氣壓縮機型號為DMCL602，采用汽輪機驅(qū)動，型號為TB4N-2。輔機部分主要由防喘振冷卻器、入口分離器、潤滑油站、汽封冷凝器、抽氣器等組成。壓縮機為一段壓縮，共兩級葉輪。汽輪機為水平剖分背壓沖動式汽輪機，上下氣缸之間采用螺栓連接。離心壓縮機和汽輪機采用公用底座，機組為雙層布置，主機布置在樓上，潤滑油站等輔機布置在樓下。酯化循環(huán)氣壓縮機共3臺，跟酯化合成一一對應(yīng)。酯化循環(huán)氣壓縮機汽輪機主要參數(shù)見表1。

表1 酯化循環(huán)氣壓縮機汽輪機主要參數(shù)

1 汽輪機組的試車

1.1 試車前的主要準備工作

(1)按照機組廠家提供的說明書和相關(guān)規(guī)范標準對機組進行檢查，主要檢查項目包括軸承間隙、竄動量、葉輪、隔板等項目。

(2)對壓縮機入口分離器、防喘振冷卻器、潤滑油箱等設(shè)備打開進行拆檢，檢查設(shè)備內(nèi)部部件的安裝制造情況，同時防止安裝及運輸過程中雜物進入設(shè)備內(nèi)，對機組運行造成影響。

(3)機組潤滑油系統(tǒng)進行嚴格的化學(xué)清洗及清理，待清理合格后，先建立潤滑油系統(tǒng)機組外循環(huán)，在回油口裝好臨時過濾網(wǎng)，進行清洗、跑油。跑油合格后，接好潤滑油管線，在機組進油口裝好濾網(wǎng)，建立潤滑油全循環(huán)。

(4)對壓縮機的工藝氣管路進行吹掃、清理。

(5)對主蒸汽管線、背壓蒸汽管線等公用工程管線進行嚴格地吹除，特別是對主蒸汽管線進行嚴格地打靶試驗，確保試車合格。

(6)對干氣密封管線進行酸洗、吹掃。

(7)打開機組電儀部件的接線盒，對接線方式及接線情況進行檢查及整改，總控室和現(xiàn)場進行儀控電氣對應(yīng)調(diào)試，并確保調(diào)試合格。

1.2 汽輪機的單機試車及運行試驗

(1)密封系統(tǒng)投用。打開去汽輪機隔離氣進口手閥，汽輪機進口兩手動閥門，最后打開0.5 MPa(g)主密封氣管線手閥。

(2)油系統(tǒng)投用。主輔油泵、應(yīng)急油泵驗電，打開主輔油泵、應(yīng)急油泵進口及蓄能器進出口閥門，啟動主油泵。同時檢查油泵出口油壓、過濾器壓差、油溫是否符合開車要求。

(3)投用盤車。將盤車裝置上的滑板退出，使行程開關(guān)連鎖，確保汽輪機不能啟動；卸去軸蓋，使蝸桿與蝸輪接觸，順時針轉(zhuǎn)動棘輪扳手，使蝸桿與蝸輪完全嚙合；卸去棘輪扳手，在確認已經(jīng)嚙合后裝上軸蓋；向箱體供油口供油；解除切斷盤車電機電源用的行程開關(guān)，啟動盤車電機；盤車時應(yīng)傾聽缸體內(nèi)有無異常聲音，如發(fā)現(xiàn)異常，查明原因及時處理。

(4)投用汽輪機軸封系統(tǒng)。完全開啟密封蒸汽冷凝器進水閥，開啟冷凝器放空閥，將空氣排出，直到冷卻水溢出后關(guān)閉；投用汽輪機軸封蒸汽；打開蒸汽噴射器動力蒸汽閥，并確定缸體壓力或密封套泄漏蒸汽壓力約為200mm水柱(真空)。

(5)蒸汽系統(tǒng)暖管。首先對汽輪機系統(tǒng)進行靜態(tài)聯(lián)鎖保護試驗。汽輪機進汽系統(tǒng)暖管，確認汽輪機脫扣主汽閥完全關(guān)閉后，打開蒸汽進汽閥前后疏水閥、汽輪機蒸汽室疏水閥及缸體疏水閥；緩慢引入中壓蒸汽；保持汽壓至0.3～0.5 MPa，暖管至自動主汽門前，暖管約20～30min；緩慢關(guān)小疏水閥，以0.2～0.3MPa/min的速度升壓，在60min內(nèi)使蒸汽壓力升至全壓(注意：低壓暖管時，升溫速率≤5 ℃/min，升壓速率≤0.1～0.15 MPa/min；升壓暖管時，升壓速度要嚴格控制，還要保持蒸汽有一定的過熱度，一般控制在50～100 ℃比較安全)；主蒸汽壓力溫度升至正常后，關(guān)閉蒸汽進汽閥前后疏水閥、放空閥，速關(guān)閥前疏水閥，關(guān)小直至汽輪機完全啟動后關(guān)閉，將蒸汽進汽閥全開，關(guān)閉旁路閥。

同樣，按照嚴格的程序?qū)ζ啓C排汽系統(tǒng)暖管。

(6)汽輪機沖轉(zhuǎn)啟動。再次確認速關(guān)閥前主蒸汽溫度大于380 ℃，合成系統(tǒng)與壓縮系統(tǒng)聯(lián)鎖復(fù)位后，停盤車系統(tǒng)，待所有的啟動條件具備后，建立啟動油，速關(guān)油，開啟速關(guān)閥，點擊現(xiàn)場控制盤上的啟動按鈕，啟動汽輪機。嚴格按照升速曲線進行低速暖機與高速暖機，汽輪機在過臨界轉(zhuǎn)速時要嚴格注意觀察蒸汽管網(wǎng)壓力與汽機的振動值等各項指標，汽輪機的運行轉(zhuǎn)速達到最小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速后，其啟動程序完成。

(7)注意事項：①沖轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速必須在200 r/min以上，避免軸承內(nèi)引起混合摩擦；②當(dāng)轉(zhuǎn)速達臨界轉(zhuǎn)速時，要快速平穩(wěn)通過；③注意最小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)整是否正常；④根據(jù)需要與機組情況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，必要時可適當(dāng)延長暖機時間；⑤沖轉(zhuǎn)前，在汽輪機前兩貓爪、排汽缸兩側(cè)各裝一千分表，記錄每側(cè)在一定轉(zhuǎn)速時熱膨脹值，保證軸向熱膨脹差<1.0 mm，水平方向熱膨脹差<0.5 mm；⑥啟動前配合儀表校核電液轉(zhuǎn)換器，以保證其最大、最小行程與調(diào)速汽門的最大、最小行程完全吻合。

2016年4月23日和4月25日，分別對酯化循環(huán)機汽輪機進行單機試車。在試車過程中，進行了電子、機械打閘試驗、超速試驗等各項機組試驗，在機組升速到1 500 r/min時，做緊急停機打閘試驗，在機組背壓蒸汽投運，并穩(wěn)定運行2h后，做超速試驗。

2 機組試車中存在的問題及解決方法

(1)主蒸汽管道吹掃長時間不合格，影響單機試車時間。酯化循環(huán)機汽輪機蒸汽管線采用從鍋爐送出來1支總管，到汽輪機界區(qū)后分為3支支管，主蒸汽壓力等級為3.8 MPa(g)。蒸汽吹掃壓力控制在2.0～3.0 MPa(g)，蒸汽管線流程見圖1。采用升壓、降壓的方式反復(fù)吹掃，白天主蒸汽管道升壓、升溫、降壓吹掃，晚上8時以后，出于噪音對周圍環(huán)境的影響，蒸汽管線降溫、降壓。這樣反復(fù)吹掃長達1個月左右，在吹掃口放入靶板檢查，仍不合格。分析原因：一是3.8 MPa過熱蒸汽管線距離長，支管線較多；二是吹掃時采用一個吹掃口依次進行吹掃，導(dǎo)致吹掃口間互相干擾，放入靶板時一直不能合格。分析清楚原因后，調(diào)整吹掃強度，增加了吹掃口，一周后在1#汽輪機吹掃口放入靶板檢查，達到標準要求。

圖1 蒸汽管線流程

(2)汽輪機沖轉(zhuǎn)后，控制油壓低，需啟動2臺油泵。廠家配套的潤滑油泵為2臺流量相等、壓力相同的臥式螺桿油泵，出口壓力為1.0 MPa(g)。2臺油泵均采用電機驅(qū)動，1臺為主油泵，另1臺為備用油泵，每臺油泵的流量均滿足正常生產(chǎn)所需流量的120%，正常生產(chǎn)中只需要啟動1臺油泵便可滿足整個系統(tǒng)的需要，另1臺作為備用油泵，隨時可以投入運行。1#汽機啟動后，汽輪機的控制油壓僅為0.78 MPa(g)，此時壓力調(diào)節(jié)閥已經(jīng)關(guān)死，立即啟動備用油泵，并對系統(tǒng)進行檢查、調(diào)整，但直至試車完成前，備用油泵還是停不下來。試車完后對各過濾器、換向閥等部件進行再一次檢查，均沒有發(fā)現(xiàn)問題所在。最后分析原因，主要是潤滑油泵打量不足，油泵壓頭不能滿足使用要求，后來打開泵出口安全閥，該閥門也是一個減壓閥，用扳手適當(dāng)?shù)貕壕o閥門的彈簧張緊程度，使泵的出口壓力升高，經(jīng)過再試車，直至現(xiàn)在也沒有出現(xiàn)同樣的問題。

(3)汽輪機汽封漏氣量大。在3#機背壓蒸汽投運后，汽輪機的汽封處蒸汽泄漏量大。該機組的汽封采用迷宮式梳齒密封，基本原理是通過密封齒的多級節(jié)流作用，減少蒸汽沿軸向泄漏。在汽封的上下兩個汽封塊之間以彈簧支撐，當(dāng)其接觸汽輪機的轉(zhuǎn)子時，借助彈簧的彈性，汽封可以向外彈開，使轉(zhuǎn)子不會由于過度摩擦和發(fā)熱而遭受損壞。由于在試車階段，發(fā)現(xiàn)汽封處漏氣量大后，根據(jù)試車前的預(yù)案，采取開大汽封冷凝器循環(huán)水、對循環(huán)水進行排氣、排凈抽氣器出口積液等措施，但都沒有取得明顯的效果。在試車完成后，采取變更放空管線、取消放空管液袋等措施，但是都不能有效解決問題。經(jīng)查閱相關(guān)技術(shù)資料后，分析主要原因是3#汽輪機在設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、安裝水平等方面存在差異，迷宮梳齒密封在動靜相碰時，靜間隙無法補償，而且在實際安裝時，由于擔(dān)心動靜摩擦，間隙值都控制在設(shè)計值的高限，造成泄漏量增大。決定將汽封更換為新型蜂窩式密封型汽封，其工作原理是當(dāng)蒸汽流通過高齒進入到蜂窩帶，并在壓力的作用下進入蜂窩汽室時，氣流在六角形汽室中形成渦旋，使氣流由水平方向改為向下的垂直方向，進而借助氣流壓力形成一道”汽墻”，達到阻流、密封的作用[1]。在對汽封更換完成后，于2016年7月12日進行再次單機試車，試車結(jié)果較正常。

3 運行效果

在對各項試車過程中暴露出來的問題進行整改后，汽輪機再進行單體試車，試車完成后，裝配好聯(lián)軸器，試車密封，聯(lián)合壓縮機對機組進行聯(lián)動試車。試車介質(zhì)為空氣，進氣口設(shè)在壓縮機入口分離器人孔，并在人孔處增設(shè)簡易絲網(wǎng)過濾器，出口直排大氣，連續(xù)運行4h，各項參數(shù)均達到設(shè)計值，運行也較為穩(wěn)定。2016年7月20日，機組開始聯(lián)合合成系統(tǒng)帶負荷運行，一直到現(xiàn)在運行穩(wěn)定。汽輪機主要運行數(shù)據(jù)見表2。

表2 汽輪機主要運行數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

自2016年6月26日正式投料試車以來，3臺機組一直運行平穩(wěn)，各軸瓦溫度、振動值、膨脹值等各項數(shù)據(jù)均達到設(shè)計值。要做好機組的試車工作，一是在試車過程中要對現(xiàn)場及總控嚴格按照標準及設(shè)計圖紙檢查，無論大小問題，都不可掉以輕心；二是試車過程需編制嚴格的試車方案及應(yīng)急預(yù)案，組織相關(guān)人員認真學(xué)習(xí)、掌握；三是機組本體和輔機部分的設(shè)計、制造、檢驗等各個環(huán)節(jié)，一定要盯緊、把關(guān)，避免機組制造完成后帶著問題出廠[2]。

總之，酯化循環(huán)氣壓縮機組的穩(wěn)定運行，不僅給酯化合成系統(tǒng)的高效、滿負荷、穩(wěn)定運行提供了的保證，更是加快了陽煤壽陽公司20萬t/a煤制乙二醇項目達標、達產(chǎn)、達效的步伐。

[1]楊璟.汽輪機汽封改造[J].科學(xué)之友，2011(11)：26.

[2]胡建洲.大型離心式壓縮機試車工作總結(jié)[J].天然氣與石油 2010(5)：47.