聚丙烯PK-501液環(huán)壓縮機(jī)性能提升改造

彭公平，付 剛，任志田，董曉慶，于萬鵬

（中國石油大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶163714）

聚丙烯PK-501液環(huán)壓縮機(jī)性能提升改造

彭公平，付 剛，任志田，董曉慶，于萬鵬

（中國石油大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶163714）

某石化公司的聚丙烯裝置PK-501液環(huán)壓縮機(jī)性能達(dá)不到設(shè)計要求，無法滿足工藝彈性操作需要。經(jīng)過技術(shù)調(diào)研及論證后，決定采用刷涂SIC耐磨陶瓷冷修復(fù)技術(shù)，將該裝置液環(huán)壓縮機(jī)PK-501葉輪與腔板配合間隙縮小。PK-501液環(huán)壓縮機(jī)維修改進(jìn)后，提升了該設(shè)備性能且工藝操作彈性增大，延長了該裝置運(yùn)行周期。

聚丙烯；液環(huán)壓縮機(jī)；腔板；葉輪；間隙

某石化公司聚丙烯裝置原配套液環(huán)壓縮機(jī)PK-501為該裝置尾氣回收系統(tǒng)設(shè)備，其作用是通過對從汽蒸罐D(zhuǎn)-501頂部排出進(jìn)入尾氣洗滌塔T-501洗滌的尾氣進(jìn)行壓縮，將尾氣壓力升高至0.38～0.40 MPa，再通過集氣管線送回到乙烯裝置精煉，再送回該裝置參與生產(chǎn)反應(yīng)，以達(dá)到尾氣回收的目的［1］。其中控制回路PIC501負(fù)責(zé)對汽蒸罐D(zhuǎn)-501進(jìn)行壓力控制調(diào)節(jié)，系統(tǒng)壓力升高時，壓力控制閥PV501打開，尾氣氣體排放到火炬系統(tǒng)燃燒?？刂苹芈稰IC511通過調(diào)節(jié)壓力控制閥PV511，實(shí)現(xiàn)對液環(huán)壓縮機(jī)PK-501入口壓力控制調(diào)節(jié)。

1 壓縮機(jī)使用現(xiàn)況及存在問題

該液環(huán)壓縮機(jī)PK-501于1998年5月設(shè)計安裝并投用，該設(shè)備設(shè)計能力為350 kg/h；設(shè)備入口和出口壓力分別為0.02 MPa和0.38～0.40 MPa；級數(shù)：2級。該設(shè)備隨裝置投用后，該聚丙烯裝置在生產(chǎn)T38F和T30S兩種牌號的聚丙烯產(chǎn)品時，尾氣回收系統(tǒng)汽蒸罐D(zhuǎn)501的壓力控制閥PV501間或有10%左右的開度，部分裝置產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入低壓排放系統(tǒng)即火炬系統(tǒng)進(jìn)行燃燒，沒有得到充分回收利用，因此裝置設(shè)計投用的液環(huán)壓縮機(jī)PK-501不能滿足裝置所有牌號的產(chǎn)品在生產(chǎn)時產(chǎn)生尾氣回收的需要。雖經(jīng)歷年設(shè)備修理及尾氣回收系統(tǒng)管線處理，該液環(huán)壓縮機(jī)性能仍未有所提高，成為裝置生產(chǎn)運(yùn)行的“瓶頸”問題，且在2016年8月下旬開始，該液環(huán)壓縮機(jī)性能逐漸降低，壓力控制閥PV501開度最高達(dá)到30%左右，技術(shù)人員通過查看裝置DCS流量計顯示并計算，該設(shè)備回收裝置尾氣僅為300 kg/h左右，有近50 kg/h的尾氣（主要成分為90%左右的丙烯和10%左右的丙烷）排入火炬系統(tǒng)白白燃燒浪費(fèi)掉了，不但造成了極大浪費(fèi)，且污染環(huán)境［2］。

2 壓縮能力低原因分析

造成配合間隙過大的原因主要有5個方面［3］。

（1）定位軸承失效，設(shè)備軸向竄量增加，造成設(shè)備葉輪與出入口腔板部件機(jī)械磨損；（2）介質(zhì)流體沖刷腐蝕；（3）電化學(xué)腐蝕；（4）設(shè)備裝配時分布竄量不合理，造成設(shè)備葉輪與出入口腔板部件機(jī)械磨損；（5）在裝置設(shè)計設(shè)備選型時也沒有綜合考慮裝置所有產(chǎn)品在不同藥劑情況下的生產(chǎn)需要，350 kg/h的設(shè)計能力能滿足一般產(chǎn)品及藥劑生產(chǎn)時尾氣量回收的需要，工藝稍有變化則不能滿足裝置尾氣回收的需要，且工藝操作彈性小［4］。

由于2016年檢修該設(shè)備時未對設(shè)備進(jìn)行全面清洗，僅簡單清理了設(shè)備結(jié)垢，發(fā)現(xiàn)腔板有磨損，檢修后發(fā)現(xiàn)該設(shè)備軸向竄量增大至1.2 mm。初步判斷設(shè)備葉輪與出入口腔板機(jī)械磨損。因該設(shè)備運(yùn)行多年，介質(zhì)流體沖刷與電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象也會影響設(shè)備葉輪與腔板的密封性能。

3 壓縮機(jī)檢修方案

在考慮恢復(fù)并提升該液環(huán)壓縮機(jī)性能的前提下，對該設(shè)備制定了修復(fù)處理方案。在不變形的前提下對磨損部件進(jìn)行修理和修補(bǔ)；更換一、二級葉輪；更換一、二級葉輪之間填料密封，修磨間隔套，改善一、二級工作腔內(nèi)氣體密封效果。

（1）通過對該設(shè)備出入口腔板的材質(zhì)進(jìn)行光譜分析，在保證出入口腔板不變形的前提下，確定對一級葉輪出入口側(cè)腔板采用SIC陶瓷冷修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)。該修補(bǔ)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于修復(fù)時不產(chǎn)生熱量，保證了腔板不會變形，確保安裝尺寸。修復(fù)后表面硬度較高，耐腐蝕及耐磨性較好，同時修復(fù)時間短，滿足裝置檢修時間需要。采用該技術(shù)對一級葉輪出口側(cè)腔板磨損處恢復(fù)至原始尺寸，考慮到此次檢修要提高該設(shè)備性能，需要進(jìn)一步減少設(shè)備內(nèi)部漏量，通過增加入口側(cè)腔板與葉輪配合面高度，減小一級葉輪與出入口腔板配合間隙至0.50 mm（該設(shè)備原設(shè)計配合間隙為0.65 mm），進(jìn)一步降低設(shè)備內(nèi)部氣體泄漏量。

通過修復(fù)，預(yù)計該設(shè)備性能將提升30%左右，結(jié)合該設(shè)備原運(yùn)行電流為130 A，預(yù)計該設(shè)備修復(fù)后設(shè)備運(yùn)行電流最高不超過169 A，該設(shè)備電機(jī)額定電流為180 A，該修復(fù)方案可行。

一級葉輪出入口腔體修復(fù)后，對出入口腔板修補(bǔ)處進(jìn)行研磨，保證修復(fù)處的平面度不低于0.03 mm，并校正研磨面和軸線的垂直度不低于0.03 mm，保證裝配尺寸無問題。一級葉輪和出入口腔板裝配后，配合間隙減小對尾氣在設(shè)備內(nèi)部泄漏量起到進(jìn)一步限流作用，對提高壓縮效率起到?jīng)Q定性作用。

（2）制定科學(xué)的垂直安裝裝配程序，采用逐級定位測量法，具體措施如下先把軸、軸套及出、入口端徑向軸承、一、二級葉輪、葉輪間隔套，一級葉輪出口及二級葉輪入口腔板安裝在上。制作專用夾具，夾緊腔板，用百分表測量葉輪之間軸向竄量，通過調(diào)整軸2端鎖緊背帽以便對其間隙進(jìn)行測量和調(diào)整。滿足要求后將一級葉輪入口腔板及二級葉輪出口腔板安裝完后，水平放置壓縮機(jī)，再次測量軸竄量為0.50 mm，達(dá)到預(yù)定檢修要求。安裝設(shè)備兩端機(jī)械密封，安裝定位軸承，分配好設(shè)備竄量后，固定鎖緊定位軸承。通過盤車檢查整臺設(shè)備盤車靈活，無刮擦和卡澀現(xiàn)象［5］。

4 結(jié)束語

液環(huán)壓縮機(jī)性能提高的主要方法是降低設(shè)備內(nèi)部漏量，通過減小葉輪與腔板配合間隙予以實(shí)現(xiàn)，提升了該設(shè)備性能，增加了工藝操作彈性范圍。但隨著該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時間增長，檢查介質(zhì)的沖刷和化學(xué)腐蝕量的頻率應(yīng)增加，避免設(shè)備部件磨損，降低設(shè)備性能。

［1］孫閣.撫順乙烯聚丙烯裝置液環(huán)壓縮機(jī)修理改進(jìn)［M］.吉林：吉林電子出版社，2003：490-496.

［2］胡定安.石油化工設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程［M］.北京：中國石化出版社，1992：19-23.

［3］趙福瑞，劉德貴，崔麗，等.乙烯裝置壓縮機(jī)更新改造［J］.設(shè)備管理與維修，2013（2）：105-106.

［4］李毅，張健，馬鵬飛.乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)改造［J］.石油化工設(shè)備，2011（2）：79-82.

［5］嚴(yán)建華，孔建強(qiáng)，陳金銓，等.大型乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)用汽輪機(jī)的研究開發(fā)設(shè)計［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2002，44（1）：11-12.

Performance improvement modification of PK-501 liquid ring compressor for polypropylene

Peng Gongping，F(xiàn)u Gang，Ren Zhitian，Dong Xiaoqing，Yu Wanpeng
（No.3 Chemical Plant of PetroChina Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The performance of the PK-501 liquid ring compressor in the polypropylene plant of a petrochemical company could not reach the design requirement and flexible operation requirement of process.After technical investigation and demonstration,it was decided to use cold recovery technique by paining SIC anti-friction ceramics and make smaller the fit clearance of impeller and cavity plate of the liquid ring compressor PK-501.After maintenance and improvement of the liquid ring compressor PK-501,the equipment performance was promoted,the process operation flexibility was increased,and the operation cycle of the plant was extended.

polypropylene;liquid ring compressor;cavity plate;impeller;clearance

TQ325.14

B

1671-4962（2017）05-0052-02

2017-05-04

彭公平，男，工程師，2003年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)，現(xiàn)從事設(shè)備維修管理工作。