安徽三星化工有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三星化工公司”)生產(chǎn)裝置采用的壓縮機(jī)機(jī)型較多,部分零部件及輔助設(shè)備上存在設(shè)計(jì)不合理、制造材質(zhì)差等問(wèn)題,故事故發(fā)生率較多,平均運(yùn)轉(zhuǎn)率低,嚴(yán)重制約了生產(chǎn)能力的發(fā)揮,為了進(jìn)一步挖潛節(jié)能、降低生產(chǎn)成本,需對(duì)其部分進(jìn)行改造。
1 存在問(wèn)題和原因分析
1.1MH12型壓縮機(jī)
(1)存在問(wèn)題:3臺(tái)MH12型壓縮機(jī)四段氣閥容易損壞,使用周期有時(shí)不到2d,更換頻繁。
(2)原因分析:每次更換MH12型壓縮機(jī)四段氣閥時(shí),發(fā)現(xiàn)氣閥室內(nèi)經(jīng)常有水,夏季氣閥帶水更多,損壞氣閥更加頻繁。由于氣閥室內(nèi)有水,改變了閥片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,造成氣閥彈簧、閥片的斷裂,氣閥工作失效,因此,氣體帶水是氣閥損壞的主要原因。
1.26M32型壓縮機(jī)
(1)存在問(wèn)題
2臺(tái)6M32型壓縮機(jī)的一段活塞打壞、堵頭擊穿、活塞桿拉斷、連桿瓦燒壞、十字頭銷(xiāo)斷裂引起機(jī)身拉裂;二段連桿瓦燒壞;三段氣閥容易損壞,使用周期<7d;四段缸內(nèi)有異響聲、活塞托瓦完全磨損、水冷器北面封頭1塊隔板與水冷器芯間O形密封圈被吹落、氣閥密封鋁墊經(jīng)常斷裂;六段水冷器內(nèi)列管炸裂、填料(有時(shí)使用周期<3個(gè)月)由于超溫導(dǎo)致變形,致使氣體泄漏、出口氣體超溫、活塞與缸套咬死、活塞桿拉斷;五段和六段切氣或并氣時(shí),容易造成氨合成系統(tǒng)補(bǔ)充氣中微量CO和CO 2超標(biāo),引起氨合成塔催化劑中毒;制約壓縮機(jī)長(zhǎng)周期運(yùn)行。
(2)原因分析如下
①原四段、五段、六段水冷器為列管式水冷器,由于循環(huán)水水質(zhì)較差,容易結(jié)垢堵塞,造成換熱效果差,出口氣體溫度高,水冷器阻力大;且水冷器列管制造質(zhì)量欠缺,如六段水冷器列管厚薄不均(2.0~2.5mm)。
②潤(rùn)滑油系統(tǒng)油量過(guò)小,油過(guò)濾器經(jīng)常堵塞,關(guān)鍵部位油路不暢、注油量不足,造成運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑效果不良而燒壞連桿瓦。氣爐水夾套副產(chǎn)蒸汽放空。
(4)A汽包排水。2014年12月16日14:30,關(guān)閉A汽包軟水自調(diào)閥前、后軟水閥及手動(dòng)補(bǔ)水閥,打開(kāi)2 #造氣爐水夾套排污閥,排空A汽包內(nèi)軟水。
(5)檢修閥門(mén)。2014年12月16日14:40,A汽包前預(yù)備1根連接一次水水管,以便高溫氣體噴出時(shí)用一次水降溫;拆卸A汽包下部2 #造氣爐水夾套進(jìn)水閥及出口蒸汽閥;拆卸過(guò)程中僅少量高溫蒸汽溢出,發(fā)現(xiàn)水夾套進(jìn)水閥完好,但出口蒸汽閥閥芯脫落,隨后對(duì)閥門(mén)進(jìn)行檢修并安裝。
(6)恢復(fù)原工藝流程。2014年12月16日15:10,操作工開(kāi)啟A和B蒸汽緩沖罐頂部蒸汽進(jìn)口閥及汽包上部所關(guān)閉的蒸汽進(jìn)口閥和放空閥,開(kāi)啟A汽包軟水自調(diào)閥,關(guān)閉A和B汽包至一單元造氣系統(tǒng)顯熱回收器的蒸汽管導(dǎo)淋閥;恢復(fù)1 #造氣爐水夾套排污管道,并保持暢通,拆除一次水水管,15:20檢修順利結(jié)束。15:20后工段加量生產(chǎn),1 #,3 #和4 #造氣爐重新投運(yùn)。
3 檢修效果
2014年12月17日,2 #造氣爐重新投運(yùn)后水夾套出口蒸汽溫度恢復(fù)正常,穩(wěn)定在(115±1)℃。通過(guò)周密計(jì)劃和安排,一次高難度的檢修圓滿成功,既未影響生產(chǎn),又確保了檢修安全。
(收到修改稿日期20150308)
③因設(shè)計(jì)制造、材質(zhì)等原因,如機(jī)身、主軸剛度不夠,在運(yùn)行過(guò)程中致使機(jī)身被拉裂;一段、四段、六段活塞圓度、圓柱度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,且為鑄鐵制造,質(zhì)量大,造成氣缸磨損嚴(yán)重、打壞、堵頭擊穿、活塞桿拉斷、活塞環(huán)、托瓦易被磨損。
④切氣或并氣時(shí),五段氣體一部分到五出總管(Φ159mm×20mm),一部分由五段副線(Φ102mm×14mm)到六段入口,如果五段副線閥開(kāi)度過(guò)大,氣體阻力小,造成五段氣體倒入六段入口總管,經(jīng)其他壓縮機(jī)進(jìn)入氨合成系統(tǒng)補(bǔ)充氣總管,造成合成催化劑中毒。
六段氣缸為單作用式,另設(shè)一平衡管改變活塞兩端的受力,造成六段銅質(zhì)活塞環(huán)磨損,大量銅粉附在出口氣閥,造成出口氣閥泄漏,導(dǎo)致出口氣體超溫,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生活塞環(huán)抱死,活塞桿拉斷故障。
⑤用于冷卻六段聚四氟乙烯填料的循環(huán)水水質(zhì)差,經(jīng)常造成填料盒冷卻水通道堵塞,且六段出口氣體壓力較高(28MPa),活塞桿與填料密封摩擦產(chǎn)生的熱量較大,不能及時(shí)被帶走,使填料超溫變形,密封失效而出現(xiàn)六段氣體泄漏。
⑥由于來(lái)自變換系統(tǒng)的氣體中含有較多的催化劑粉末等固體雜質(zhì),堵塞三段氣閥通道,并使鋼閥片開(kāi)啟、關(guān)閉運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變,造成氣閥彈簧、閥片的斷裂。
⑦四段氣閥密封鋁墊強(qiáng)度較低,同時(shí)鋁墊寬度較窄(僅5mm);維修工裝配時(shí),頂絲的壓緊力度往往不夠,且四段出口氣體壓力較高(6.0MPa左右),鋁墊經(jīng)常被沖斷,造成氣體泄漏。
2 改造措施及效果
2.1MH12型壓縮機(jī)的改造措施
2013年5至8月,在每臺(tái)MH12型壓縮機(jī)四段進(jìn)口管路上分別安裝了Φ1400mm氣液分離器。改進(jìn)后,保證了氣液充分分離,把帶液現(xiàn)象降低到了最低程度,氣閥的使用壽命由原來(lái)<2d延長(zhǎng)至>3個(gè)月,每月節(jié)省氣閥維修費(fèi)用9000元左右,同時(shí)減少影響生產(chǎn)45臺(tái)·時(shí)。
2.26M32型壓縮機(jī)的改造措施
(1)將四、五、六段原來(lái)的水冷器分別更換為水冷面積為60.5,46.0和42.5m 2的套管式水冷器,增強(qiáng)了換熱效果,降低了出口氣體溫度。
(2)一段、二段十字頭及連桿的進(jìn)油管規(guī)格由DN20mm改為DN25mm,在進(jìn)油管上增設(shè)了1只壓力表,可用于觀察其油量;循環(huán)主油泵流量由315L/min擴(kuò)大為400L/min,且增設(shè)了1只容積為3m 3的油箱;在四、六段氣缸旁增設(shè)1臺(tái)注油泵,增加四、六段注油量,減少了活塞環(huán)的磨損。改用溴化鋰制冷機(jī)組制得的冷水代替原循環(huán)水冷卻五、六段填料,冷卻水進(jìn)水管由原來(lái)的Φ10mm擴(kuò)大至Φ18mm,增大冷卻水水量。
(3)一段活塞的材質(zhì)由鑄鐵改為空心鑄鋁,且在一段活塞環(huán)外圓柱面上堆焊巴氏合金,并增加活塞托瓦的軸間長(zhǎng)度,延長(zhǎng)使用壽命。
(4)更換四段氣缸并增設(shè)氣缸套,將四段活塞環(huán)由鑄鐵改為粉末冶金材質(zhì),四段活塞托瓦由巴氏合金改為碳纖增強(qiáng)聚四氟乙烯材質(zhì),延長(zhǎng)了四段活塞組件的使用壽命。
(5)將六段缸由單作用式改為雙作用式,增設(shè)六段后置填料函,以減小六段活塞環(huán)磨損度;2013年5月,六段填料冷卻水由循環(huán)水改為溴化鋰制冷機(jī)組制得的冷水;改造后,六段出口氣體溫度正常,使填料運(yùn)行周期由原<3個(gè)月延長(zhǎng)至>14個(gè)月,每年節(jié)約填料維修費(fèi)用近10萬(wàn)元。
(6)將拉裂后的一段機(jī)身整體更換,并在原基礎(chǔ)上加高了60mm,增加了4.2t質(zhì)量,減輕了機(jī)體整體振動(dòng);主軸由原Φ280mm改為Φ300mm,增強(qiáng)了剛度;改進(jìn)后,延長(zhǎng)了其使用壽命。
(7)將五段副線管由原Φ102mm縮小至Φ59mm后,五段、六段切氣或并氣時(shí),再未出現(xiàn)過(guò)氨合成系統(tǒng)補(bǔ)充氣中微量CO和CO 2超標(biāo)現(xiàn)象。
(8)2014年3月,將三段氣閥改用聚醚醚酮防污氣閥;2014年4月,將四段氣閥內(nèi)墊更換了原尺寸的紫銅墊。更換后,效果非常明顯。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)延長(zhǎng)氫氮壓縮機(jī)運(yùn)行周期進(jìn)行技術(shù)研究,氫氮壓縮機(jī)存在的問(wèn)題得到了較圓滿解決,實(shí)現(xiàn)了裝置穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行的要求。年節(jié)約維修費(fèi)用約60萬(wàn)元,年減少影響生產(chǎn)800臺(tái)·時(shí),年多生產(chǎn)合成氨近500t。與2014年同期相比,可多創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益近200萬(wàn)元。
(收到修改稿時(shí)間20150413)