空分壓縮機(jī)組緊急停車處理淺析

郝鵬飛 盧志鵬

【摘 ?要】本文介紹了伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司空分車間在壓縮機(jī)組試車及管道吹掃期間，由于壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油站電加熱器故障使0.4KV母線失電，從而引起儀表氣中斷和熱井液位高，導(dǎo)致操作人員對(duì)壓縮機(jī)組進(jìn)行緊急停車。本文主要對(duì)此次故障的原因和處理過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的講解，同時(shí)對(duì)于類似故障，壓縮機(jī)組是否應(yīng)該緊急停車處理進(jìn)行了系統(tǒng)的探討，給出了操作和處理經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】壓縮機(jī)組;熱井液位高;緊急停車;處理經(jīng)驗(yàn);

引言

空分車間主要負(fù)責(zé)為全廠提供高壓氧氣、中壓氮?dú)狻⒌蛪旱獨(dú)?、裝置空氣、儀表空氣的任務(wù)，同時(shí)也生產(chǎn)一些副產(chǎn)品液氮。伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司空分車間目前有三套KDON51000/26000空分裝置;一個(gè)儀表空壓站，其中包括三臺(tái)螺桿式儀表空壓機(jī);一個(gè)液氮后備系統(tǒng)，其中包括兩臺(tái)離心式液氮泵及水浴式、空浴式汽化器;空分分離裝置主要是由杭氧廠家提供，空壓機(jī)及增壓機(jī)由陜鼓廠家提供，汽輪機(jī)由杭汽廠家提供。

一、故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式

（一）設(shè)備運(yùn)行方面

空分車間在9月28日19：00時(shí)，儀表空壓站三臺(tái)儀表空壓機(jī)運(yùn)行正常，管網(wǎng)壓力0.62MPa;A套汽輪機(jī)運(yùn)行正常，轉(zhuǎn)速4390rpm，1#冷凝水泵運(yùn)行正常，2#冷凝水泵處于備用狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)均處于遠(yuǎn)程位置;油系統(tǒng)2#油泵運(yùn)行正常，1#油泵及事故油泵都處于備用狀態(tài)，各油泵現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)均處于遠(yuǎn)程位置;預(yù)冷系統(tǒng)及分子篩純化系統(tǒng)運(yùn)行正常。

（二）產(chǎn)品供應(yīng)方面

由于目前空分車間正處于試車階段，空分壓縮機(jī)組管線正在吹掃，從增壓機(jī)中抽儀表氣管線不具備外供儀表氣條件，所以目前全廠儀表氣由空壓站儀表空壓機(jī)供給。

二、故障經(jīng)過(guò)及處理過(guò)程

（一）故障經(jīng)過(guò)

9月28日19：54分空分車間工藝操作人員發(fā)現(xiàn)1#冷凝水泵、預(yù)冷系統(tǒng)1#冷凍水泵、1#冷卻水泵三臺(tái)泵同時(shí)跳停，19：55分發(fā)現(xiàn)2#冷凝水泵沒(méi)有自啟，中控手動(dòng)啟動(dòng)2#冷凝水泵，但是2#冷凝泵沒(méi)有啟動(dòng)成功，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)儀表空壓機(jī)跳停并通知調(diào)度，待電路正常后恢復(fù)儀表空壓機(jī)運(yùn)行。19：56分現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)2#冷凝泵成功同時(shí)，發(fā)現(xiàn)1#冷凝泵斷電。19：57分操作人員發(fā)現(xiàn)凝汽器熱井液位滿量程，同時(shí)儀表氣管網(wǎng)壓力快速下降，儀表空壓機(jī)仍未恢復(fù)正常運(yùn)行，操作人員中控緊急停車，現(xiàn)場(chǎng)破壞真空。

（二）處理過(guò)程

經(jīng)電氣人員檢查確認(rèn)9月28日19時(shí)53分空分裝置0.4KV 2#進(jìn)線跳閘，0.4KV快切閉鎖，0.4KV Ⅱ段母線失電，1#、2#、3#儀表空壓機(jī)風(fēng)扇電機(jī)、1#冷凝水泵、預(yù)冷系統(tǒng)1#冷凍水泵、1#冷卻水泵失電跳停，三臺(tái)儀表空壓機(jī)跳停（儀表空壓機(jī)出口溫度聯(lián)鎖）。進(jìn)線短路器顯示lg500A、la800A、lb800A、lc1600A，初步判定為單相接地，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作參數(shù)查找0.4KV Ⅱ段母線上負(fù)荷情況，基本認(rèn)定為C套油站電加熱器故障，拆線后測(cè)得C相絕緣為0兆歐，確認(rèn)C套油站電加熱器故障引起空分裝置0.4KV 2#進(jìn)線斷路器接地保護(hù)跳閘。處理完畢后初步檢查0.4KV Ⅱ段母線無(wú)故障后于9月28日20時(shí)20分對(duì)空分裝置0.4KV 2#母線送電成功。儀表空壓機(jī)等依次恢復(fù)正常運(yùn)行。

三、此次故障暴露的問(wèn)題及處理

（一）產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)

壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油站電加熱器質(zhì)量不過(guò)關(guān)，間斷使用不到一年電加熱器就在運(yùn)行的過(guò)程中套管損壞導(dǎo)致電氣線路短路，從而使電氣母線跳閘導(dǎo)致大機(jī)組停車，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題使我們看到在關(guān)鍵設(shè)備采購(gòu)中一定要把好質(zhì)量關(guān)。

（二）電氣運(yùn)行方式不合理

空分裝置10KV儀表空壓機(jī)A、C接于空分10KVⅠ段母線，儀表空壓機(jī)B接于空分10KV Ⅱ段母線，而0.4KV儀表空壓機(jī)風(fēng)扇和微熱再生干燥機(jī)全部接于0.4KV Ⅱ段母線，當(dāng)由于各種原因引起0.4KV Ⅱ段母線失電時(shí)，10KV儀表空壓機(jī)均跳車，在全廠儀表空氣均由空分裝置儀表空壓機(jī)供氣階段可能會(huì)引起使用儀表空氣的裝置跳車。對(duì)于0.4KV儀表空壓機(jī)風(fēng)扇及微熱再生干燥機(jī)電源接線問(wèn)題協(xié)調(diào)外包施工單位進(jìn)行了修正。

（三）操作人員應(yīng)對(duì)緊急情況操作能力不足

工藝操作人員在處理整個(gè)停車過(guò)程中誤操作兩次停1#冷凝泵（此時(shí)1#冷凝泵斷電停運(yùn)），2#冷凝泵在現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)未打到“就地”的情況下誤操作一次停泵指令，停2#冷凝泵的操作本身對(duì)本次停車沒(méi)有大的影響，但耽擱了調(diào)整熱井液位的最佳時(shí)間段。對(duì)于操作人員操作能力不足的問(wèn)題，平時(shí)一定要加強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)性工藝培訓(xùn)，加強(qiáng)應(yīng)急裝置預(yù)案的演練。

四、對(duì)于故障處理中是否應(yīng)該緊急停車給出的建議

（一）儀表氣壓力中斷對(duì)空分裝置的影響

如果在壓縮機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)儀表氣突然中斷，空壓機(jī)防喘放空閥全開(kāi)，增壓機(jī)防喘回流閥、放空閥全開(kāi)，壓縮機(jī)組卸載運(yùn)行。儀表氣作為壓縮機(jī)密封氣，在正常運(yùn)行時(shí)，空壓機(jī)、增壓機(jī)不需要外供密封氣，自密封就可以達(dá)到機(jī)組運(yùn)行要求。所以即便在壓縮機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)儀表氣源突然中斷對(duì)于壓縮機(jī)機(jī)組而言沒(méi)有太大影響，而分離裝置由于沒(méi)有原料氣和儀表氣則必須停車。

（二）熱井液位高對(duì)壓縮機(jī)組運(yùn)行的影響

凝汽器熱井液位高會(huì)影響凝汽器的換熱效果。熱井液位超出液位計(jì)的量程導(dǎo)致無(wú)法檢測(cè)液位的實(shí)際高度，此時(shí)按緊急停車處理是否合理？

根據(jù)前期做凝汽器灌水試驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，凝汽器殼程灌滿水約16t，加上喉頸容積當(dāng)冷凝液在20t時(shí)就可能淹沒(méi)轉(zhuǎn)子。當(dāng)然在汽輪機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)冷凝液淹沒(méi)轉(zhuǎn)子的幾率幾乎為零，因?yàn)闊峋何簧叩揭欢ǔ潭葧r(shí)，冷凝水淹沒(méi)凝汽器換熱列管，減少了凝汽器循環(huán)冷卻水與汽輪機(jī)乏汽的熱交換面積，從而導(dǎo)致乏汽冷凝量減少，而蒸汽射汽抽氣器的抽氣量是一定的，故而會(huì)破壞凝汽器的真空壓力，而真空壓力設(shè)有報(bào)警值-0.053MPa，聯(lián)鎖值-0.03MPa，若真空壓力升高到-0.03MPa時(shí)機(jī)組聯(lián)鎖停車。汽輪機(jī)正常運(yùn)行（未抽取中蒸汽）時(shí)消耗高壓蒸汽約120t/h，即2t/min，而射汽抽氣器的抽氣口設(shè)在凝汽器下部約五分之二的位置，當(dāng)冷凝液達(dá)到此位置時(shí)約為6.4t水，即約3.2min冷凝液就可淹沒(méi)射汽抽氣器的抽氣口，這時(shí)汽輪機(jī)真空壓力已經(jīng)超過(guò)聯(lián)鎖值而停車。

（四）對(duì)于面對(duì)類似故障給與的建議

1.在熱井液位滿量程無(wú)法讀取熱井液位時(shí)可參照真空壓力，在真空壓力無(wú)明顯升高，雙泵無(wú)法同時(shí)運(yùn)行降低液位時(shí)，采取措施短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)故障泵的正常運(yùn)行，同時(shí)降低壓縮機(jī)組負(fù)荷，從而減少蒸汽量達(dá)到減少冷凝水量。

2.在熱井液位滿量程無(wú)法讀取熱井液位，同時(shí)真空壓力急劇升高（真空壓力設(shè)有報(bào)警點(diǎn)-0.053MPa，聯(lián)鎖點(diǎn)-0.03MPa，若真空壓力升高到-0.03MPa時(shí)機(jī)組聯(lián)鎖停車），通過(guò)降低壓縮機(jī)組負(fù)荷已經(jīng)不能保證機(jī)組的安全運(yùn)行時(shí)，按緊急停車處理或待真空壓力聯(lián)鎖停機(jī)處理。

結(jié)束語(yǔ)

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，一次大機(jī)組的開(kāi)停車消耗成本巨大，減少不必要的大機(jī)組設(shè)備啟?？蔀楣竟?jié)約大量的經(jīng)濟(jì)損失。所以，大機(jī)組設(shè)備在安裝過(guò)程中要確保各個(gè)關(guān)鍵零部件的質(zhì)量完好，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中要多注重操作人員的應(yīng)急演練培訓(xùn)，同時(shí)電氣線路、儀控聯(lián)鎖邏輯等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮全面，顧全安全大局，這樣才可保障生產(chǎn)設(shè)備長(zhǎng)周期的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李化治.制氧技術(shù).冶金工業(yè)出版社，2009.

[2]余劍鋒.大型空分設(shè)備設(shè)計(jì)及安裝質(zhì)量控制[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2018（3）.

（作者單位：伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司）