原料氣壓縮機填料接筒配氮氣管改造運行總結(jié)

武秀偉

(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606)

1 原料氣壓縮機結(jié)構(gòu)

山西焦化股份有限公司20萬t/a甲醇項目壓縮裝置原料氣壓縮機型號4M50-388/25-BX活塞式壓縮機有5臺，其中，3臺原料為焦爐氣，2臺原料為水煤氣。該型號壓縮機為對稱平衡型，氣缸水冷，壓力循環(huán)潤滑，電機拖動，各列氣缸水平布置并分布在曲軸兩側(cè)，其基本部分由機身、曲軸、連桿、十字頭組成，作用是連接基礎與氣缸部分并傳遞動力；壓縮部分由接筒、氣缸、活塞、密封填料、氣閥、刮油環(huán)等組成，其作用是形成壓縮容積和防止氣體泄漏。

2 原料氣壓縮機填料接筒改造前狀況

甲醇廠合成車間原料氣壓縮機為活塞式往復壓縮機，原料為焦爐煤氣，機組運行時，隨著壓縮機活塞的往復運動，會有少量的工藝氣體從活塞桿填料泄漏至缸側(cè)接筒內(nèi)，少量通過接筒中間填料泄漏至曲軸箱側(cè)接筒內(nèi)，雖然缸側(cè)接筒及曲軸箱側(cè)接筒上都設置有放空管線，但在實際運行中發(fā)現(xiàn)，填料氣放空效果并不理想，隨著壓縮機活塞桿的往復運動，曲軸箱側(cè)接筒內(nèi)泄漏的煤氣串入至曲軸箱，導致曲軸箱及填料函接筒內(nèi)可燃氣含量均偏高，若達到其爆炸極限4%，容易發(fā)生著火、爆炸等事故。為了消除機組安全隱患，對原料氣壓縮機填料接筒采取了氮氣通風保護措施[1-2]。

3 原料氣壓縮機填料接筒改造技術方案

由于原料氣壓縮機各段填料函缸側(cè)及曲軸箱側(cè)接筒均設有一段去小集液罐的排液管線，填料基本沒有油液泄漏排出，因此，利用此管線通入氮氣，然后從現(xiàn)填料接筒放空管線放空，保證填料函接筒內(nèi)氮氣正壓通風無可燃氣。具體改造方法如下。

1) 在現(xiàn)0#、1#原料氣壓縮機入口氮氣雙道閥間配置一根DN20的氮氣管線，并連接至小集液罐入口各段填料接筒排液總管上。

2) 將0#、1#原料氣壓縮機各段填料接筒放空總管從原一段入口放空管斷開并封堵，然后，將填料氣放空管單獨配管至廠房北側(cè)放空。

3) 在小集液罐填料泄漏氣閥及放空閥前插盲板，然后從泄漏氣閥前配管接至放空閥后。

4) 在小集液罐入口管線法蘭處插盲板。

改造前、后示意圖見第80頁圖1、圖2。

4 原料氣壓縮機填料接筒及曲軸箱改造過程

針對原料氣壓縮機填料接筒及曲軸箱可燃氣含量偏高的問題，于2017年1月至2月，經(jīng)過反復研究，制定了可行性改造方案，2017年3月6日開始對0#原料氣壓縮機各段填料接筒進行了配氮氣管線改造，并于2017年3月25日完成。改造后機組試運行效果明顯，各段接筒內(nèi)可燃氣得到了有效控制。2017年4月5日借鑒0#原料氣壓縮機改造經(jīng)驗，對1#原料氣壓縮機各段填料接筒進行配氮氣管線改造，并于4月23日改造完成。

圖1 改造前示意圖

圖2 改造后示意圖

4.1 原料氣壓縮機改造情況

4.1.1 0#原料氣壓縮機改造情況

3月6日，在0#原料氣壓縮機入口氮氣雙道閥間配置了一根DN20的氮氣管線，并連接至小集液罐入口各段填料接筒排液總管上。

3月16日，將0#原料氣壓縮機各段填料接筒放空總管從原一段入口放空管斷開并封堵，然后，將接筒填料氣放空管單獨配管至廠房北側(cè)放空。

3月25日，從小集液罐填料泄漏氣閥前配管接至小集液罐放空閥后，完成了氣缸填料泄漏管的單獨放空，0#機改造實施完成。

4.1.2 1#原料氣壓縮機改造情況

4月5日，在1#原料氣壓縮機入口氮氣雙道閥間配置了一根DN20的氮氣管線，并連接至小集液罐入口各段填料接筒排液總管上。

4月15日，將1#原料氣壓縮機各段填料接筒放空總管從原一段入口放空管斷開并封堵，然后，將接筒填料氣放空管單獨配管至廠房北側(cè)放空。

4月23日，在小集液罐填料泄漏氣閥前配管接至小集液罐放空閥后，完成了氣缸填料泄漏管的單獨放空，1#機改造實施完成。

4.2 改造后操作調(diào)整情況

原料氣壓縮機各段填料接筒配置氮氣管后，調(diào)整操作控制方法，通過分析數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)了機組各段填料接筒內(nèi)可燃氣含量的單獨有效控制。

4.2.1 調(diào)整各支路填料氮氣閥門

通過關小可燃氣未檢出填料接筒氮氣閥、開大可燃氣含量超標填料接筒的氮氣閥，使超標的填料接筒內(nèi)可燃氣含量明顯降低。通過分析數(shù)據(jù)對比，效果明顯，此控制方法可行有效。

4.2.2 調(diào)整填料氮氣總閥開度

通過開大新增填料氮氣總閥開度，使機組各段填料接筒內(nèi)可燃氣含量進一步降低，遠低于其可燃氣爆炸極限4%，可燃氣含量得到有效控制。此控制方法可行有效。

5 原料氣壓縮機填料接筒及曲軸箱可燃氣改造前、后效果對比

0#、1#原料氣壓縮機改造前近2個月可燃氣體分析見第81頁表1、表2，0#、1#原料氣壓縮機改造后近2個月可燃氣體分析，見第81頁表3、第82頁表4。

從改造前、后機組可燃氣分析數(shù)據(jù)可以看出，0#、1#原料氣壓縮機改造后，根據(jù)機組填料泄漏情況，通過上述兩種調(diào)整方法的綜合調(diào)控，在機組各工況下，均實現(xiàn)了各段填料接筒氮氣量的合理分配，用最小的氮氣量保證機組各段填料接筒內(nèi)氮氣正壓通風，使機組曲軸箱及填料接筒內(nèi)的可燃氣有效控制在低范圍內(nèi)，最低可達0.2%(爆炸極限4%)，遠低于改造前各段可燃氣含量，改造效果明顯，達到了預期目標。此次改造，消除了機組安全隱患，保證了機組的安全穩(wěn)定運行，減少了不必要的系統(tǒng)停車檢修，效益明顯。

表1 0#原料氣壓縮機改造前近2月可燃氣分析數(shù)據(jù)表 %

表2 1#原料氣壓縮機改造前近2月可燃氣分析數(shù)據(jù)表 %

表3 0#機改造后近2月可燃氣分析數(shù)據(jù)表 %

6 0#、1#原料氣壓縮機改造后操作注意事項

運行低壓機各段填料均設有潤滑油潤滑，隨著活塞的往返運動，會有少量油液滴漏到接筒內(nèi)，因此，每月需定期排凈接筒內(nèi)積聚的油液。

操作人每周三定期對運行原料氣壓縮機各段填料及曲軸箱內(nèi)可燃氣進行分析，嚴格監(jiān)控，若機組某段分析超標，并經(jīng)調(diào)節(jié)后無明顯效果，說明機組該段填料泄漏嚴重，需及時對機組進行倒車更換填料處理，避免事故發(fā)生。

7 結(jié)語

原料氣壓縮機填料接筒采取氮氣保護后，可有效防止機組曲軸箱及填料接筒內(nèi)可燃氣含量超標，發(fā)生著火、爆炸等事故，保證了機組長周期的安全穩(wěn)定運行。

表4 1#機改造后近2月可燃氣分析數(shù)據(jù)表 %