保障循环氢压缩机安全平稳运行

作者:石芝锋 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:13 发布时间:2017-11-07
循环氢压缩机排气量降低故障的原因分析及解决措施。
保障循环氢压缩机安全平稳运行

针对我司13万t/a非芳烃溶剂油装置循环氢压缩机机组在生产运行期间出现的排气量降低故障,结合检修情况,探讨循环氢机压缩机排气量降低的原因,并针对性地提出切实有效的处理措施,确保了机组的安全生产运行,为装置的长周期运行提供了有力的保障。

在加氢精制装置中,循环氢压缩机是加氢装置的核心设备,其长周期、安全和平稳运行,是装置长周期安全生产运行的关键。在加氢精制装置中,往复式氢压机的作用主要为加氢精制反应系统补氢增压,保障原料氢循环使用。我司13万t/a非芳烃溶剂油装置循环氢压缩机C-1002A/B机组为固定水冷式、一级、对称平衡型无油润滑往复活塞式压缩机,其作用是为柴油加氢装置反应系统输送原料氢气及原料氢循环,系统补氢增压。自2016年3月15日投入生产以来,循环氢压缩机C-1002A/B相继出现了排气量降低的问题,满足不了生产需要,严重影响装置的长周期和安全生产运行。

结合循环氢压缩机C-1002A/B出现的排气量降低故障案例,我司针对性地分析机组故障原因,并提出有效的解决措施,对今后机组故障处理和机组管理有着非常重要的指导意义。同时循环氢压缩机的安全、平稳和长周期运行是非常重要的,对确保装置的长周期、安全和平稳生产运行非常关键,对企业的生产经营起到非常重要的作用。

原因分析及解决措施

机组概述

C-1002A/B机组为固定水冷、一级、对称平衡型无油润滑往复活塞式压缩机,其作用是为13万t/a非芳烃溶剂油装置反应系统用的循环氢增压循环,一备一用。

该循环氢压缩机机组规格型号为DW-11/15-25,额度流量为11.0 Nm3/min,额度吸气压力为1.5 MPa,额度排气压力为2.5 MPa,其详细的技术参数如表1所示。

机组故障描述

2017年7月23日15:45,当班班长在巡检发现,循环氢压缩机C-1002B出口流量降低,如图1和图2所示,由原来的出口流量13 704.518N m3/h下降到8 620.269 Nm3/h,出口流量降低了37.1%,满足不了生产需要,被迫切换备用机组进行停机检修。

机组故障原因分析

压缩机组排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言的,影响机组排气量的因素很多,包括生产工况、机器性能和气体性质等。从检修的情况分析,机组排气量降低有以下几方面的原因。

1. 气阀故障,造成气阀漏气,影响机组排气量。

从检修情况看,机组气阀覆盖结焦物,左右气缸排气阀阀片部分断裂,弹簧断裂,进、排气阀阀片及阀座有腐蚀磨损,如图3。阀片卡住、阀片和弹簧断裂是气阀中最主要的故障,主要原因就是阀片或者弹簧的运动机构不良,气阀结焦物卡死,阀体的中心部位锁紧螺栓松动,等等都是造成气阀故障的原因。因此,压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响主要为阀座与阀片间结焦物或其他杂物,关闭不严,形成漏气。这不仅影响排气量,而且还影响间级压力和温度的变化,造成机组排气温度高。

表1 循环氢压缩机C-1002A/B技术参数表

其中阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量,原因包括:制造质量问题,如阀片翘曲等;由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气;气阀弹簧力与气体力匹配的不好。弹力过强则使阀片开启迟缓,弹力太弱则阀片关闭不及时,这些不仅影响了气量,而且会影响到功率的增加,以及气阀阀片和弹簧的寿命。同时,也会影响到气体压力和温度的变化。此外,在安装时,压紧气阀的压紧力不当:压紧力小,则要漏气;压紧力过大,会使阀罩变形、损坏。

2. 活塞环及支撑环磨损严重、超差,使有关间隙增大,泄漏量增大,影响到了排气量。检修发现活塞环存在磨损,间隙过大的问题。

3. 机组填料函密封泄漏产生漏气使气量降低。

机组在运行时发现填料函存在泄漏,产生漏气使气量降低。经对填料函打开检修,发现填料函存在磨损、拉伤和油泥积垢,活塞杆也存在局部磨损的问题,密封环和锁闭环拉簧断裂。因此,究其原因首先是填料函拉簧材质已经不符合现高含硫的工况,导致拉簧断裂;其次可能是由于在安装时,活塞杆与填料函中心对中不好,产生磨损和拉伤等造成漏气;填料氮封气源不干净,也会导致积垢磨损。一般在填料函处加注润滑油,起到润滑、密封和冷却的作用。
从现场检修可知,机组进口过滤器压差大,打开检查发现过滤器积垢堵塞,使吸气阻力增大,从而造成排气量减少。

图1 循环氢压缩机出口流量趋势图

图2 循环氢压缩机出口流量趋势图

解决措施

1. 更换断裂和损坏的气阀阀片、弹簧和阀座或整套更换气阀。

因本次装置循环氢含硫化氢高(约8 000 ppm),因此注意气阀的材质要符合现工艺工况的特性,严格把控好气阀及弹簧的质量。更换的备件要认真检查验收,阀片不得有变形、裂纹和划痕等缺陷;阀座密封面不得有腐蚀麻点、气孔及划痕,表面粗糙度为Ra 0.8,阀座边缘不得有裂纹、沟槽等缺陷;阀座与阀片接触线应连续封闭;对气阀组装后,用煤油进行气密性试验,对超标一律更换或返修。同时要严格控制好机组进气气源的洁净度,介质要干净,在机组大修和装置检修后,要严格按规程对所属管线逐条进行吹扫和置换。在进行机组检修时,要严格按照《SHS 01020-2004 活塞式压缩机维护检修规程》进行检修和验收,把控好检修质量。

图3 气阀结焦物、弹簧断裂

2. 更换磨损的活塞环。

严格控制安装质量,活塞间隙要严格按照图纸的要求,对无图纸时,可依据规范标准经验资料。对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙,如为铸铁活塞时,间隙值为气缸直径的(0.06/100)~(0.09/100);对于铝合金活塞,间隙为气径直径的(0.12/100)~(0.18/100);钢活塞可取铝合金活塞的较小值。在进行机组检修时,要严格按照《SHS 01020-2004 活塞式压缩机维护检修规程》进行检修和验收,把控好检修质量。

3. 更换整套磨损的填料函,选用抗H2S腐蚀的拉簧(17-7PH),对活塞杆进行研磨,控制好填料氮封气源氮气,不含水,气源要干净。

4. 要定期检查和清洗过滤器滤芯。

机组管理不到位,应加强机组的管理工作,做好机组的日常维护保养和定期维护保养工作,成立公司级大型机组的特护工作,岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程操作。

检修后机组运行效果

经过仔细排查检修调试合格投入运行后,严格加强工艺操作和机组的日常维护保养及定期维护保养工作。到目前为止,机组运行良好,各工艺指标正常,达到了很好的效果。

结语

循环氢压缩机是装置的关键性设备,其安全平稳运行,是装置长周期、安全平稳的生产运行的关键。

循环氢压缩机排气量不足是往复式压缩机常见的故障之一,其产生的原因既有工艺方面的原因,也有设备及机组管理方面的原因。

因此,为了确保机组的安全平稳运行,应该建立健全大型机组的特护管理组织机构,明确职责,加强分工,加强机组的管理工作。

日常要加强机组的维护保养和定期维护保养工作;机组要定时定点进行巡检点检工作,及时发现机组在运行过程中的隐患,确保机组的安全运行。同时岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程进行操作,严禁违规操作。

只有这样坚持科学的管理,才能降低设备故障率,降低设备维修和管理成本,确保设备的安全运行,提高企业的经济效益。

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