50 萬噸／年延遲焦化壓縮機(jī)長周期運行

魏玉琴

摘要：通過對50萬噸/年延遲焦化裝置富氣壓縮機(jī)運行的現(xiàn)狀及存在的問題，如設(shè)備方面的問題：設(shè)備磨損，富氣量波動對壓縮機(jī)的沖擊;如工藝操作及公用系統(tǒng)的問題：周期性切換操作;進(jìn)行分析影響焦化壓縮機(jī)組運行狀況的主要因素，并提出相 應(yīng)的優(yōu)化處理措施，有效的延長了壓縮機(jī)的使用壽命，實現(xiàn)了機(jī)組安全、平穩(wěn)、連續(xù)的運行。以更好地使焦化壓縮機(jī)組的操作條件得到優(yōu)化，確保設(shè)備的長周期安全運行。

關(guān)鍵詞：延遲焦化 壓縮機(jī) 喘振

一、富氣壓縮機(jī)的概況

玉門油田公司煉油化工總廠50萬噸/年延遲焦化裝置是由中國石化洛陽石油化工工程公司總包，中國石化第一建設(shè)公司施工安裝。2014年12月建成投產(chǎn)。裝置里的壓縮機(jī)在焦化裝置的生產(chǎn)過程中起到非常重要的作用，是焦化裝置的核心設(shè)備，其能否完好運行，關(guān)系到整個焦化、吸收穩(wěn)定及脫硫的平穩(wěn)生產(chǎn)。該壓縮機(jī)正常生產(chǎn)過程是間歇一連續(xù)操作的生產(chǎn)工藝.目前裝置生焦周期為12h，即每天都要兩個焦炭塔進(jìn)行切換操作，這樣勢必引起壓縮機(jī)入口 富氣量變化，以及其他相關(guān)參數(shù)的變化，這對壓縮機(jī)組安全平穩(wěn)操作帶來非常大的影響。

二、從兩個方面分析

1、工藝方面：

①入口富氣流量變化的影響：離心式壓縮機(jī)在最小流量時的工況為喘振工況。當(dāng)實際流量小于性能曲線標(biāo) 明的最小流量時，壓縮機(jī)就 會出現(xiàn)一種不穩(wěn)定的工作狀 態(tài)，并伴隨著強(qiáng)烈的振動。 具體過程是，當(dāng)壓縮機(jī)的進(jìn) 氣量突然減?。ǖ陀谧钚×?量）時，使排氣壓強(qiáng)突然下 降，致使排氣管內(nèi)高壓氣體 流入壓縮機(jī)，使壓縮機(jī)內(nèi)氣 體量增大，當(dāng)氣量大于最小汽量時， 壓縮機(jī)又能正常排氣， 但是正向壓縮機(jī)進(jìn)氣量仍然小于最小流量 （故 障仍未排除） 致使壓縮機(jī)出口壓強(qiáng)又突然下降， 壓縮機(jī)排氣管內(nèi)高壓氣體又重 新倒流入壓縮機(jī)內(nèi)，這樣，周而復(fù)始地進(jìn)行氣體倒流與排出，這種不穩(wěn)定的工 作狀態(tài)稱為“喘振”，在這個過程中，壓縮機(jī)和排氣系統(tǒng)產(chǎn)生一種低頻率振幅的 壓力脈動， 引起葉輪應(yīng)力增加， 噪音嚴(yán)重，整個機(jī)器強(qiáng)烈振動.喘振的危害很大，壓縮機(jī)出現(xiàn)周期性的吼叫以及強(qiáng)烈的振動，若不及時采取措施， 將會造成惡性事故。在延遲焦化裝置的生產(chǎn)過程中，會經(jīng)常遇到導(dǎo)致壓縮機(jī) 人口富氣流量降低的情況，主要的操作狀況主要有以下幾種情況。

（1）焦炭塔的切換 ?由于焦炭塔每12h就要換塔一 次。即從-T101A切至T101B或從T101B切至T101A，每次換塔都會給分餾系統(tǒng)的正常操作帶來較大的影響，進(jìn)料經(jīng)四通閥從老塔切換至新塔后，新塔溫度低吸收熱量，使進(jìn)入分餾塔的油氣減少，從而使富氣量減少。

（2）新塔預(yù)熱 ?新塔在水力除焦結(jié)束之后，從生產(chǎn)塔向新塔引入油氣預(yù)熱時，大量油氣由老塔進(jìn)入新塔， 熱量被焦炭塔吸收，使分餾塔油氣減少， 即壓縮機(jī)入口富氣量將大幅減少.

（3）老塔小吹汽改大吹汽 老塔小吹汽改大吹汽時，老塔油氣由分餾塔油氣改去放空塔，使分餾油氣減少，使富氣量減少。

（4）富氣組成變化 ?另一問題是富氣組成變化， 特別是相對分子質(zhì)量變小，例如溫度過低，相對分子質(zhì)量較壓縮機(jī)設(shè)計參數(shù)低得多時，在壓縮機(jī)級數(shù)一定情況下，出口壓力就受到限制，達(dá)不到額定出口壓力，達(dá)時壓縮機(jī)后路系統(tǒng)還維持正常壓力時富氣就排不出去，此時壓縮機(jī)也會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。

②公用系統(tǒng)的影響：壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速主要是受汽輪機(jī)的蒸汽壓力影響，由于受主蒸汽管網(wǎng)壓力.溫度，以及排氣背壓蒸 汽壓力波動的影響，機(jī)組轉(zhuǎn)速也會產(chǎn)生一定的波動。 焦化裝置汽輪機(jī)采用3.5MPa的主汽輪機(jī)驅(qū)動， 背壓蒸汽為1.0MPa。但由于3.5MPa的主蒸汽用量相對比較穩(wěn)定，發(fā)生壓力大幅波動的機(jī)會較少，而 1.0MPa在延遲焦化裝置的用量變化較大，主要是在進(jìn)行焦炭塔切換之后對老塔由小吹汽改大吹汽時， 1.0MPa蒸汽流量過大，1.0MPa管網(wǎng) 壓力下降過大，汽輪機(jī)的背壓降低過快導(dǎo)致轉(zhuǎn)速迅速增加，造成入口富氣量不足，出口壓力達(dá)到某一數(shù)值后，壓縮機(jī)的性能曲線也隨之改變，即達(dá)到喘振點， 這時調(diào)節(jié)不及時，壓縮機(jī)亦會發(fā)生喘振。

2、設(shè)備方面：設(shè)備磨損，切換塔壓力變化及攜帶焦粉及帶液對壓縮機(jī)的沖擊。

正常生產(chǎn)時，壓縮機(jī)體內(nèi)嚴(yán)禁進(jìn)入液體或雜物， 一旦有焦粉或液體被富氣夾帶進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)，會造成機(jī)組出現(xiàn)振動增大，嚴(yán)重時會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損壞。由于延遲 焦化裝置的工藝特點，焦化富氣中很容易夾帶焦粉和液體，下面具體分析。

（1）焦炭塔沖塔或分餾塔沖塔 ? 在生產(chǎn)過程中， 若由于消泡劑效果差、注入不及時，注入量偏小或中斷，生焦高度焦層過高，超過焦炭塔安全空高;原料性質(zhì)變化，裝置處理量過大，造成泡沫層偏高或油氣量偏大超過焦炭塔設(shè)計空塔線速，焦炭塔頂部壓力、溫度突然上升導(dǎo)致焦炭塔沖塔?；蛘叻逐s塔底溫度突然升高， 塔底液位急劇變化而導(dǎo)致分餾塔沖塔。這樣會導(dǎo)致富氣量瞬間急劇增大，一部分焦粉就隨富氣帶入壓縮機(jī)內(nèi)，對壓縮機(jī)產(chǎn)生磨損及壓縮機(jī)設(shè)備的沖擊.

（2）系統(tǒng)水量過多 ?若由于加熱爐注汽量、小吹汽量過大或以及裝置高溫特殊閥門保護(hù)蒸汽量總和過大等原因造成進(jìn)入系統(tǒng)水量過大，或者壓縮機(jī)入口富氣溫度過高，導(dǎo)致富氣經(jīng)分餾塔頂油氣分離器V103后分液量較大，導(dǎo)致V103液位 上升過快，若V103底含硫污水泵不能及時將其液位抽低，富氣通過時將液體帶走;或富氣本身脫液不完全，氣流中含有液體，這些都很容易造成壓縮機(jī)內(nèi)富氣帶液。

無論哪種情況造成沖塔或是油氣量大幅波動及帶液，都會導(dǎo)致壓縮機(jī)產(chǎn)生磨損及壓縮機(jī)設(shè)備的沖擊.

三、優(yōu)化壓縮機(jī)組運行狀況的措施

1、工藝方面

控制好壓縮機(jī)入口流量穩(wěn)定：由于延遲焦化裝置原料性質(zhì)變化較大，焦化操 作變化的因素較大，焦化富氣壓縮機(jī)反飛動調(diào)節(jié)閥 長期用手動控制，而且經(jīng)常會出現(xiàn)氣壓機(jī)入口壓力 小的情況，這樣很容易造成機(jī)組喘振。為防止機(jī)組 喘振事件發(fā)生，操作中應(yīng)及時調(diào)節(jié)反飛動閥，將出口量補(bǔ)充至入口， 來提高入口壓力，確保壓縮機(jī)入口流量穩(wěn)定。穩(wěn)定公用系統(tǒng).避免大幅波動，發(fā)現(xiàn)蒸汽，氮氣波動，及時聯(lián)系調(diào)節(jié)。

2、設(shè)備方面

避免壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)焦粉或帶液 穩(wěn)定焦炭塔和分餾塔操作：在生產(chǎn)中高度注 意原料的性質(zhì)，及時進(jìn)行分析避免生焦率變化，以及穩(wěn)定裝置加工負(fù)荷，以保證焦炭塔的安全空高和油氣在焦炭塔內(nèi)的線速，控制反應(yīng)溫度和消泡劑的 注入，預(yù)防泡沫層過高。控制焦炭塔和分餾塔的操 作壓力和溫度，杜絕焦炭塔和分餾塔沖塔，從而避 免富氣夾帶焦粉帶入壓縮機(jī)。