殼牌煤氣化裝置激冷氣壓縮機(jī)問題及對(duì)策

李孟安 ,朱白欽 ,牛玉奇

(河南龍宇煤化工有限公司 ,河南永城 476600)

殼牌煤氣化裝置激冷氣壓縮機(jī)問題及對(duì)策

李孟安 ,朱白欽 ,牛玉奇

(河南龍宇煤化工有限公司 ,河南永城 476600)

結(jié)合本項(xiàng)目的激冷氣壓縮機(jī),從壓縮機(jī)的選型、安裝調(diào)試及運(yùn)行方面進(jìn)行了全面的闡述,詳細(xì)分析了壓縮機(jī)從安裝到試車所發(fā)生的問題,并提出了解決措施,希望對(duì)類似裝置的壓縮機(jī)的安裝調(diào)試及運(yùn)行有一定的借鑒意義。

激冷氣壓縮機(jī) ;殼牌煤氣化 ;安裝 ;解決措施

激冷氣壓縮機(jī)在殼牌煤氣化裝置中屬于核心設(shè)備,殼牌煤氣化工藝在目前各類氣化工藝中冷煤氣效率最高,可以達(dá)到 83%。系統(tǒng)采用激冷流程,將粗煤氣溫度降至 900℃以下,而后利用換熱器回收高位熱能,副產(chǎn)過熱蒸汽,用以驅(qū)動(dòng)甲醇的合成氣壓縮機(jī)。其激冷流程如下:在濕洗和干法除灰后,按溫度控制比例抽取粗煤氣,混合后的200℃煤氣,經(jīng)激冷氣壓縮機(jī)加壓后送至氣化爐激冷段,與從氣化反應(yīng)室出來的1500℃的高溫煤氣充分混合,將其溫度迅速激冷至 850～900℃。煤氣經(jīng)激冷后,氣相中的液態(tài)渣全部以干灰或固體顆粒存在,從而具備了進(jìn)行間壁式換熱的條件。

1 激冷氣壓縮機(jī)機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式

我公司激冷氣壓縮機(jī)采用德國(guó)西門子 (KK&K)設(shè)計(jì)制造的單級(jí)懸臂離心式機(jī)組,其型號(hào)為R39K63,由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng),主要由變頻調(diào)速電機(jī)、增速箱、軸承箱、壓縮機(jī)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)和干氣密封系統(tǒng)組成。壓縮機(jī)還設(shè)有軸振動(dòng)、軸位移、超溫跳車聯(lián)鎖及防喘振系統(tǒng)。壓縮機(jī)徑向軸承采用可傾瓦軸承,四塊等距離地裝在軸上,能保持轉(zhuǎn)子運(yùn)行穩(wěn)定,軸承瓦塊工作面上澆有巴氏合金。

2 機(jī)組主要性能參數(shù)

2.1 激冷氣壓縮機(jī)參數(shù) (見表1)

2.2 電機(jī)參數(shù) (見表2)

表1 激冷氣壓縮機(jī)參數(shù)

表2 電機(jī)參數(shù)

2.3 齒輪箱參數(shù) (見表3)

表3 齒輪箱參數(shù)

3 壓縮機(jī)組出現(xiàn)的問題及解決措施

3.1 設(shè)計(jì)安裝時(shí)出現(xiàn)的問題

在壓縮機(jī)安裝前檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)隨機(jī)帶的進(jìn)、出口膨脹節(jié)的規(guī)格型號(hào)和設(shè)計(jì)院提供的規(guī)格型號(hào)不符,隨機(jī)帶的是軸向型膨脹節(jié),伸長(zhǎng)量無法限制,而設(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)為大拉桿型膨脹節(jié)或壓力平衡型膨脹節(jié)。經(jīng)與 KK&K公司技術(shù)人員確認(rèn)協(xié)商,將出口膨脹節(jié)更換為大拉桿型膨脹節(jié),解決了該問題。

壓縮機(jī)在配管時(shí),發(fā)現(xiàn)設(shè)備上沒有提供干氣密封系統(tǒng) 80℃冷氮?dú)庖患?jí)密封取壓管口和 225℃熱氮?dú)馊汗芸诘倪B接管口。經(jīng)制造廠家技術(shù)人員確認(rèn)協(xié)商,將兩個(gè)取壓管口合并為一個(gè),并確定在壓縮機(jī)出口管道處加工取壓管口,作為連接管口。

3.2 調(diào)試及運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

3.2.1 油系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理的問題

在激冷氣壓縮機(jī)組油系統(tǒng)沖洗時(shí),高位油箱注滿油后,油站油箱液位比最低液位低 100 mm,壓縮機(jī)組無法開車,而油泵停后從高位油箱回到油站油箱需要 8～9min,回油時(shí)間較長(zhǎng)。

分析原因:高位油箱設(shè)計(jì)不合理,造成高位油箱儲(chǔ)油量過大。

采取的措施:對(duì)高進(jìn)行改造處理,將油箱油量控制在 300 L左右,回油時(shí)間 6min左右。經(jīng)過對(duì)比討論,在高位油槽上動(dòng)火,將管道的溢流口向下移動(dòng)350 mm,解決了油系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理的問題。

3.2.2 壓縮機(jī)軸振動(dòng)大的問題

壓縮機(jī)軸振動(dòng)的跳車值最初設(shè)計(jì)為 88μm,調(diào)試期間,壓縮機(jī)軸振動(dòng)較高,保持在 70～80μm,壓縮機(jī)廠家技術(shù)服務(wù)人員也不知原因何在,將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子送外廠做動(dòng)平衡后仍未見效,后來為了開車,壓縮機(jī)廠家將振動(dòng)的跳車值提高到 120μm,維持運(yùn)行。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行,壓縮機(jī)振動(dòng)越來越大,并且止推軸承溫度超過報(bào)警值,停車打開其軸承箱檢查,發(fā)現(xiàn)止推軸承磨損嚴(yán)重。技術(shù)人員對(duì)止推軸承受力面積進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,分析原因是止推瓦塊受力面積設(shè)計(jì)較小,須增加止推瓦塊受力面積,于是將原來的8塊止推瓦塊增加到 12塊;改造后壓縮機(jī)振動(dòng)大大降低,一般在 20～30μm,運(yùn)行穩(wěn)定。引起壓縮機(jī)振動(dòng)大的硬傷已解決,但隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),機(jī)組軸振值依然逐漸升高,達(dá)到 70～90 μm,而且還有上升趨勢(shì),嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

分析原因:因壓縮機(jī)的氣源為 S1501和 C1601出口的粗煤氣,粗煤氣中含有一定灰分和水蒸氣,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),一些有黏結(jié)性的細(xì)灰黏結(jié)在壓縮機(jī)的葉輪上,打破了葉輪的平衡,引起振動(dòng)。

采取的措施:①開車時(shí)盡快提高壓縮機(jī)入口溫度至正常操作溫度;②正常運(yùn)行時(shí)盡量控制壓縮機(jī)入口溫度高于 200℃,延緩葉輪積灰;③停車后不能立即停止壓縮機(jī),而用干燥、潔凈的氮?dú)鈱⒐艿乐械拇置簹庵脫Q干凈;④利用停車機(jī)會(huì)對(duì)壓縮機(jī)葉輪清灰,恢復(fù)葉輪的動(dòng)平衡。

3.2.3 壓縮機(jī)入口過濾器易堵、壓差高和濾芯腐蝕嚴(yán)重的問題

激冷氣壓縮機(jī)入口管道原始設(shè)計(jì)安裝的是碳鋼管道,合成氣中 H2S對(duì)碳鋼的腐蝕嚴(yán)重,特別開停車時(shí)經(jīng)過壓縮機(jī)入口管道的氣體溫度較低,加劇了腐蝕的程度,產(chǎn)生了一定量的銹皮,隨著激冷氣壓縮機(jī)升速,激冷氣量增加,銹皮被吹掉,然后被帶到壓縮機(jī)入口過濾器處,致使從管道脫落的銹皮將過濾器濾孔堵塞,造成壓差升高。隨著壓縮機(jī)入口過濾器壓差增高,激冷氣量越來越小,氣化爐被迫降負(fù)荷運(yùn)行,最終造成氣化裝置停車。

經(jīng)過分析,最好的解決措施是將激冷氣壓縮機(jī)入口前的碳鋼管道全部更換為材質(zhì)為CS內(nèi)襯Inconel8825的管道,由于材料到位需要一定的時(shí)間,目前采取的解決措施:①在壓縮機(jī)入口過濾器下部增加帶盲法蘭的直管段,氣流中的固體夾帶物經(jīng)濾網(wǎng)阻隔后,會(huì)落入盲管,有效緩解過濾器壓差上漲過快的趨勢(shì)。②原設(shè)計(jì)過濾芯為碳鋼材料,改造為鎳基合金 Inconel8825材質(zhì)。③增加壓縮機(jī)入口管線的伴熱,盡量提高合成氣的溫度,減少冷凝、降低腐蝕程度。目前,這三項(xiàng)改造已實(shí)施,并且有效地減緩了壓縮機(jī)入口管道的腐蝕速度,待壓縮機(jī)入口材質(zhì)更換后,可徹底解決此問題。

3.2.4 壓縮機(jī)入口閥門關(guān)閉造成壓縮機(jī)跳車

壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中,發(fā)生過因壓縮機(jī)入口閥門突然關(guān)閉造成壓縮機(jī)跳車,造成整個(gè)生產(chǎn)裝置停車的情況。

原因分析:生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備較多,現(xiàn)場(chǎng)有一定振動(dòng),振動(dòng)導(dǎo)致壓縮機(jī)入口閥氣源管接口松動(dòng),閥門因氣源不足而關(guān)閉 (閥門設(shè)計(jì)上是氣關(guān)閥),入口閥關(guān)閉后壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車。

解決措施:現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)不可避免,因此保證閥門氣源管的施工質(zhì)量和定期檢查維護(hù)是防止氣源管脫開的有效措施,而且我們對(duì)閥門的氣源管進(jìn)行了改造:將原來的不銹鋼材質(zhì)的氣源管換為金屬軟管,有較緩解了氣源管因振動(dòng)而松落的危險(xiǎn)。

4 總結(jié)

本文結(jié)合本項(xiàng)目的激冷氣壓縮機(jī),從壓縮機(jī)的選型、安裝調(diào)試及運(yùn)行方面進(jìn)行了全面的敘述,詳細(xì)分析了壓縮機(jī)從安裝到試車所發(fā)生的問題,并提出了解決對(duì)策,這對(duì)類似裝置的壓縮機(jī)的安裝調(diào)試及運(yùn)行有一定的借鑒意義。

TQ051.21

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1003-3467(2010)16-00119-02

2010-07-12

李孟安 (1981-),男,從事機(jī)械設(shè)備管理工作,電話:13592376239。