蠟催氣壓機(jī)喘振故障分析

王笑 肖金璽

【摘? 要】蠟油催化裂化裝置氣壓機(jī)組振動(dòng)異常，喘振嚴(yán)重，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)該機(jī)組在線(xiàn)監(jiān)測(cè)譜圖和數(shù)據(jù)分析討論，以及進(jìn)行停機(jī)檢查維修，找到了氣壓機(jī)振動(dòng)異常喘振嚴(yán)重的真正原因，并提出了維護(hù)建議。

【Abstract】The abnormal vibration and severe surge of gas compressor unit in gas oil catalytic cracking unit seriously affect the normal and stable operation of the unit. Through the analysis and discussion of the on-line monitoring spectrum and data of the unit， as well as the shutdown inspection and maintenance， the real cause for the abnormal vibration and severe surge of the air compressor is found， and the maintenance suggestions are put forward.

【關(guān)鍵詞】氣壓機(jī);宏觀(guān)檢查;狀態(tài)監(jiān)測(cè);能譜分析

【Keywords】air compressor; macroscopic inspection; condition monitoring; energy spectrum analysis

【中圖分類(lèi)號(hào)】TE964? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）08-0177-02

1 引言

蠟油催化裂化裝置中的氣壓機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行對(duì)整個(gè)機(jī)組的性能至關(guān)重要，在眾多故障中，氣壓機(jī)的喘振是一類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題，由于輸送介質(zhì)流量的變化，氣壓機(jī)的喘振時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，在喘振模擬中，主要是實(shí)現(xiàn)喘振控制，使其穩(wěn)定運(yùn)行，傳統(tǒng)方法是在喘振線(xiàn)右移5%～10%初設(shè)置喘振控制線(xiàn)，預(yù)留足夠的喘振裕度。本文主要通過(guò)某煉油廠(chǎng)車(chē)間氣壓機(jī)喘振故障分析，從源頭發(fā)現(xiàn)引起氣壓機(jī)喘振的原因以及應(yīng)對(duì)措施。

某煉油廠(chǎng)100萬(wàn)噸/年蠟油催化裂化氣壓機(jī)自2018年8月開(kāi)工以來(lái)，壓縮機(jī)入口富氣量較上周期明顯偏低2000Nm3左右，機(jī)組轉(zhuǎn)速偏高600rpm左右，蒸汽耗量增加，壓縮機(jī)組振動(dòng)較上周期有所上升，軸承溫度無(wú)明顯上升，氣壓機(jī)主要性能參數(shù)前后周期變化如下表1。

由上表可以看出，2018年8月開(kāi)工以來(lái)汽輪機(jī)后端和壓縮機(jī)后端的振值均有所上升，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)振值水平振值變化不大，只有壓縮機(jī)后端垂直振值有所上升（上周期最高0.9mm/s，本周期最高1.7mm/s），圖1展示了汽輪機(jī)、氣壓機(jī)主要性能參數(shù)前后周期變化。

2 氣壓機(jī)組異常分析

通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)BH5000頻譜趨勢(shì)圖和ESD趨勢(shì)圖（圖2），機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)各部位振動(dòng)值主要是1倍頻。停機(jī)前氣壓機(jī)振值和軸瓦溫度正常，喘振過(guò)程中振值逐步上升，并隨著轉(zhuǎn)速的升高（最高轉(zhuǎn)速11700rpm）YT50的峰值達(dá)到125.75μm，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)4.2mm/s，而軸瓦溫度基本沒(méi)有變化，呈平穩(wěn)趨勢(shì)直至停機(jī)。

2.1 管線(xiàn)壓降變化

從表2和表3可以看出分餾塔至氣壓機(jī)入口壓降無(wú)變化，同時(shí)檢查分餾塔1號(hào)電動(dòng)閥、氣壓機(jī)入口閥、構(gòu)四冷卻器閥門(mén)均全開(kāi)，說(shuō)明入口設(shè)備管線(xiàn)不存在節(jié)流情況，排除了入口節(jié)流的可能。

氣壓機(jī)入口設(shè)備管線(xiàn)存在節(jié)流情況，從而導(dǎo)致入口富氣量低，反應(yīng)壓力高，最終導(dǎo)致氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速較高。

2.2 原料組份影響

分析蠟催原料四組份以及富氣分析無(wú)明顯變化。2018年8月開(kāi)工以來(lái)蠟催裝置原料發(fā)生一定變化，首次開(kāi)始摻煉重催油漿，以及重催柴油部分改進(jìn)150蠟油加氫后進(jìn)入蠟油罐，摻煉后整體原料四組份分析變化不明顯，但是收率上有一定變化。

原料性質(zhì)變化導(dǎo)致操作引起的一系列變化，從而最終導(dǎo)致壓縮富氣的組成發(fā)生變化，出現(xiàn)入口富氣量低而轉(zhuǎn)速較高的情況。

產(chǎn)品液化氣組份分析無(wú)明顯變化，干氣組份分析氮?dú)饧淄楸攘杏凶兓獨(dú)獍俜直认陆盗?5%左右，甲烷百分比上升了8%左右，其他氣體組份變化不大，整體干氣中組份含量發(fā)生變化對(duì)氣壓機(jī)壓縮效率的影響不大。

2.3 內(nèi)部級(jí)間堵塞

檢查壓縮機(jī)進(jìn)出口及中段輔助設(shè)施流程，通過(guò)分析各管段的壓力差明確具體堵塞部位。

①中冷器富氣壓力：氣壓機(jī)入口壓力為0.1MPa，關(guān)閉閥11、12、13、14、18、19、20，打開(kāi)閥10、17。容D505壓力表1顯示壓力為0.37MPa。②確定油氣分離器壓力：氣壓機(jī)入口壓力為0.1MPa，關(guān)閉閥11、12、13、14、17、打開(kāi)10、18、19、20，這時(shí)檢查D505壓力為0.34MPa。中冷器到油氣分離器壓降為0.03MPa，壓降正常。③二段入口壓力：關(guān)閉閥11、17，二段入口壓力表2顯示壓力為0.17MPa，和油氣分離器壓降為0.17MPa，壓降偏高，初步判定油氣分離器內(nèi)存在堵塞。

通過(guò)上述檢查分析，判斷機(jī)組二段入口油氣分離器可能存在堵塞情況。

氣壓機(jī)機(jī)組本身內(nèi)部結(jié)垢或者壓縮機(jī)級(jí)間竄量導(dǎo)致氣壓機(jī)本身效率下降。

3 氣壓機(jī)喘振處理措施

2018年11月車(chē)間安排施工單位對(duì)氣壓機(jī)及附屬設(shè)備、管線(xiàn)進(jìn)行拆除檢查，油氣分離器罐體潔凈，破沫濾筒內(nèi)壁掛有黑色有機(jī)物，濾網(wǎng)孔不透光存在堵塞;中冷器內(nèi)潔凈，無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象;中冷器與油氣分離器短節(jié)內(nèi)潔凈;凝縮油收集器S-1、2內(nèi)部存在少量油泥。

通過(guò)對(duì)輔助系統(tǒng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)，油氣分離器內(nèi)破沫濾筒堵塞致使二段入口流量降低，壓降升高，二段帶液較多，導(dǎo)致氣壓機(jī)二段出現(xiàn)喘振。

對(duì)油氣過(guò)濾器進(jìn)行鈍化后，拆出濾筒對(duì)濾筒內(nèi)結(jié)垢物進(jìn)行能譜分析（圖3），S和Fe的氧化物占34%，其余成份為碳氮氧硫的有機(jī)物，氣壓機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，鐵銹、油垢等有機(jī)物逐漸積累，在濾筒內(nèi)壁結(jié)垢，內(nèi)部溫度升高，導(dǎo)致結(jié)垢加速，形成濾筒堵塞。

4 后期維護(hù)及防控措施

①對(duì)蠟催氣壓機(jī)一段出口、二段入口的溫度、壓力等參數(shù)引入ESD遠(yuǎn)程監(jiān)控，以便對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。②通過(guò)對(duì)蠟催氣壓機(jī)及附屬設(shè)備的檢修，完善相關(guān)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖及相關(guān)照片資料，并進(jìn)行留存。根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行情況和設(shè)備大檢修要求，制定計(jì)劃大檢修時(shí)對(duì)油氣分離器進(jìn)行檢修，清洗濾筒。③修訂完善機(jī)組大帳記錄，增加氣壓機(jī)一段出口溫度和二段入口壓力、溫度巡檢記錄，彌補(bǔ)日常機(jī)組管理中存在的漏洞。

氣壓機(jī)輕微喘振會(huì)造成機(jī)組運(yùn)行不平穩(wěn)，嚴(yán)重喘振將造成機(jī)組的損壞，喘振對(duì)設(shè)備的損壞是非常嚴(yán)重的。因此，要求管理人員和操作人員在平時(shí)密切注意機(jī)組的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能引起氣壓機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)和喘振的原因，及時(shí)調(diào)節(jié)，盡量避免和減少氣壓機(jī)喘振的發(fā)生。

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