提高120萬噸/年延遲焦化富氣壓縮機K—201運行穩(wěn)定性

趙海 王俊喬

摘 要：中國石油烏魯木齊石化公司新建120萬噸/年延遲焦化裝置在正常生產(chǎn)過程中，其核心設備富氣壓縮機K-201因輔助設施故障，導致其高壓變頻器跳機，從而引起裝置部分單元停工。文章主要分析了富氣壓縮機跳機的主要原因，提出了糾正預防措施和解決方案，從溫度控制、信號傳輸、連鎖變動等多方面改善了富氣壓縮機K-201高壓變頻器的運行環(huán)境，提高了富氣壓縮機K-201的運行穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：延遲焦化；富氣壓縮機；變頻器；穩(wěn)定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.019

1 前言

中國石油烏魯木齊石化公司120萬噸/年延遲焦化裝置于2011年11月建成投產(chǎn)，該裝置核心設備是富氣壓縮機，編號K-201，采用的是沈陽鼓風機廠有限公司設備，額定功率3550kW，額定流量20732m3/h，驅(qū)動設備電動機采用的是南陽防爆集團有限公司設備，功率3550kW，級數(shù)2，額定電壓6000V，額定電流403.5A，額定轉(zhuǎn)速2980。K-201壓縮機采用了高壓變頻器作為主控制方式，不僅利于工藝控制，也在很大程度上節(jié)約了能源。

富氣壓縮機K-201停機主要影響以下三個方面：

（1）降低大焦化裝置的經(jīng)濟效益。壓縮機停機后，焦化裝置的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)和雙脫系統(tǒng)均要停工，造成裝置分餾系統(tǒng)富氣、氣柜瓦斯和加氫裝置塔頂氣直接排放到火炬。以焦化裝置的實際加工量計算，平均每天產(chǎn)凈化干氣250噸，凈化液化氣120噸，根據(jù)目前的APS核算，燃料氣982元/噸，凈化液化氣3626元/噸，平均每天損失68.06萬元。

（2）增加煙氣中SO2含量，使SO2排放超標。壓縮機停機后，無法產(chǎn)生凈化干氣，系統(tǒng)約減少10000-14000Nm3/h的凈化干氣，因此需要補充未脫硫的干氣滿足各裝置加熱爐的使用，造成加熱爐煙氣中的SO2含量增加，無法滿足目前煙氣SO2的排放指標（<400mg/m?），不符合環(huán)保要求。

（3）降低加熱爐的熱效率。燃料氣中的硫化氫含量增加時，加熱爐露點腐蝕溫度提高，加熱爐則需提高排煙溫度，從而導致燃料氣耗量增加，加熱爐熱效率下降，使用該加熱爐的裝置綜合能耗提高。

2 故障原因分析

根據(jù)富氣壓縮機K-201高壓變頻器及其變頻變壓器的運行現(xiàn)狀，對故障原因進行深刻的調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)影響富氣壓縮機K-201穩(wěn)定運行的一些不安全因素，總結(jié)如下：

2.1 變頻器室空調(diào)位置不合理

富氣壓縮機K-201高壓變頻器室內(nèi)空調(diào)位置設計不合理，嚴重破壞了空調(diào)的出、入口的循環(huán)風道，致使空調(diào)頻繁出現(xiàn)故障停機。該空調(diào)吸風口在下部，送風口在上部，落地式安裝方式，空調(diào)安裝在高壓變頻器后面，出、入風口距高壓變頻器背板水平距離1米（在圖中標出），高壓變頻器背板擋住了整個空調(diào)的吸風口和送風口，也就是說，空調(diào)冷風從送風口送出后，直接吹到高壓變頻器背板上，上下分散，部分冷風又被空調(diào)經(jīng)吸風口吸入空調(diào)內(nèi)，這樣循環(huán)的結(jié)果是，空調(diào)對高壓變頻器室的降溫效果不好，同時也影響到了空調(diào)的正常運行，會導致經(jīng)常故障停機。

2.2 變頻變壓器運行環(huán)境溫度高

富氣壓縮機K-201自2011年11月開機運行，變頻變壓器運行溫度未超過45℃，2012年4月份，隨著天氣轉(zhuǎn)暖，當室外環(huán)境溫度超過15℃時，變頻變壓器上層溫度最高顯示53℃，測量變壓器室內(nèi)環(huán)境溫度達到33℃，溫度偏高。

2.3 變頻變壓器過流保護運行環(huán)境差

變頻變壓器自身配備的一次線圈過流保護器，安裝在變頻變壓器本體上，因變頻變壓器室內(nèi)環(huán)境溫度高，而且灰塵大（變頻變壓器室在煉油廠建南10號公路邊上，大門正對10號公路，因運輸焦炭的貨車經(jīng)常經(jīng)過，導致變頻變壓器室內(nèi)、外焦炭粉末嚴重），不利于保護器的安全可靠運行，進一步影響富氣壓縮機K-201的安全運行。

3 改善方案的制定及實施

針對以上問題，為提高富氣壓縮機K-201的運行穩(wěn)定性，制定了糾正預防措施和解決方案，并進行了實施。具體方案如下：

（1）針對變頻器室空調(diào)位置不合理問題，加高富氣壓縮機K-201高壓變頻器室內(nèi)兩臺空調(diào)基礎(chǔ)90cm，使空調(diào)送風口高于高壓變頻器，風從高壓變頻器上方通過，改善了空調(diào)的循環(huán)風道，增強了空調(diào)的制冷效果，從而保證了K-201高壓變頻器安全運行的環(huán)境溫度。

（2）將報警信號引至主控室DCS。一是將富氣壓縮機K-201高壓變頻器室內(nèi)空調(diào)總報警信號引至主控室DCS。當高壓變頻器室內(nèi)空調(diào)發(fā)生故障時，主控室能夠在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)報警信息，一方面可以及時采取有效的應急方案，保證K-201高壓變頻器能夠在空調(diào)發(fā)生故障時正常運行；另一方面能夠及時處理空調(diào)故障，盡快使其恢復正常運行。二是將富氣壓縮機K-201高壓變頻器報警信息引至主控室DCS。當高壓變頻器發(fā)生報警時，主控室能夠在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)報警信息，及時通知相關(guān)人員進行檢查處理，從而有效防止高壓變頻器因輔件故障造成跳機。

（3）增加自動控制。增加高壓變頻器室空調(diào)與變頻器室軸流風機間的自動控制功能，當變頻器室兩臺空調(diào)故障跳機后，自動起動軸流風機。

4 結(jié)論

對120萬噸/年延遲焦化富氣壓縮機K-201高壓變頻器故障進行分析，提出并實施了針對性的解決方案。通過加高富氣壓縮機K-201高壓變頻器室內(nèi)兩臺空調(diào)基礎(chǔ)，在變頻變壓器室內(nèi)安裝兩臺0.55kW軸流風機，改善了變頻器及變壓器的運行環(huán)境。將變頻器和空調(diào)的報警信號引至主控室DCS，當設備發(fā)生故障時，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理。將富氣壓縮機K-201變頻變壓器保護器從變壓器本體上移至配電室高壓柜上，改善了保護器的運行環(huán)境，提高了保護動作的準確性。以上措施有效提高了富氣壓縮機K-201變頻器及變壓器運行的穩(wěn)定性，保證了120萬噸/年延遲焦化裝置工藝生產(chǎn)的連續(xù)性。

作者簡介：趙海（1980-），男，陜西禮泉人，大專，技術(shù)員，從事電氣設備管理。