影響循環氣壓縮機長周期運行的原因分析

王 哲

（中國石油獨山子石化公司乙烯廠，新疆 獨山子 833600）

某廠甲醇裝置設置的2臺循環氣壓縮機組，一開一備。其作用是將合成工序出來的合成氣升壓后與轉化工序出來的新鮮氣混合送入合成工序大循環。循環氣壓縮機運行效果一直不理想，故障較多，嚴重影響了生產。通過原因分析，采取相應措施后，取得了較好的效果。

一、壓縮機技術參數

甲醇裝置循環氣壓縮機為固定水冷對稱平衡二列一級無油潤滑型往復活塞式壓縮機，壓縮機采用上進下出方式。其工藝流程見圖1，壓縮機的相關技術參數見表1。

二、影響循環氣壓縮機長周期運行的原因分析

1.壓縮機填料冷卻回水超溫、填料使用周期短

循環氣壓縮機運行初期，壓縮機填料冷卻水回水溫度經常出現超溫情況，最高達50℃，填料更換次數較頻繁。原因分析如下：

表1 壓縮機相關技術參數

(1)廠家提供的鎖閉環、密封環和節流環等配件質量不良，部分配件內徑不圓、厚度差別大，導致密封失效。(2)填料密封盒冷卻水流量偏小。

2.壓縮機管線振動大

(1)根據現場情況，循環氣壓縮機動力平衡性能良好，壓縮機進行空負荷運行時，管線振值均在正常的范圍內，但加載負荷后管線振動振幅才隨機變大，說明管線振動是由于氣流脈動引起的。

(2)兩臺循環氣壓縮機的主機安裝在標高4m的二層樓面，原設計進出口閥門、管線標高都超過2.8m，管線的支撐、管卡僅僅起到承重的作用而未起到固定作用。管架大部分為φ114mm×7mm無縫鋼管和少量300mm槽鋼，剛度偏小，導致整個管系的固有頻率偏低，容易發生共振。防振管卡強度不夠，焊接質量不高，易斷裂，且防振管卡無襯墊，這些都增加了產生共振的傾向。

(3)壓縮機排氣緩沖器排污閥門及管線無支撐，在壓縮機振動的情況下，極易疲勞，導致焊縫裂紋，從而發生泄漏。

3.壓縮機氣閥故障

2006年1月，循環氣壓縮機排氣量降低，根據壓縮機氣閥的聲音以及進氣閥溫度上升的情況判斷，氣閥可能出現損壞。拆檢后發現彈簧和閥片部分斷裂，閥座密封面損壞，汽缸內的積液量較多。原因如下。

(1)介質帶液。循環氣壓縮機壓縮的主要介質為氫氣和甲烷，但其中還含有少量的甲醇氣體。由于溫差的影響，一部分甲醇氣體在50多米的入口管線里冷凝成液體，并隨氣流進入壓縮機，尤其在冬天介質帶液更為嚴重。這些液滴對壓縮機氣閥產生液擊，使氣閥失效。

(2)介質腐蝕。由于循環氣中含有少量的CO2，對閥片及彈簧有腐蝕，加速了閥片和彈簧疲勞破壞。

(3)彈簧失效。由于彈簧失效，閥片受力不均勻產生附加彎矩，加大了撞擊受力，導致閥片斷裂。

4.壓縮機軸瓦磨損

(1)甩油環接頭結構不合理。甩油環固定螺釘無彈簧墊片易松脫，螺釘與軸瓦接觸摩擦后造成甩油環不能正常隨軸旋轉，致使軸瓦缺油損壞。

(2)潤滑油不合適。循環氣壓縮機電機軸瓦選用TSA46汽輪機油，由于它的黏度較低，導致油膜不能形成，致使軸瓦因潤滑不正常損壞。

三、處理措施

1.填料冷卻效果

為了增大填料盒冷卻水流量，將其回水管徑從3/8″提至1″，同時將回水管直接接入回水總管進一步降低阻力，使冷卻水回水溫度從改造前的50℃降至30℃，取得了良好的效果。

2.解決壓縮機管線振動問題

(1)改變管線的布局

將循環氣壓縮機80%的管線標高降低至1m以下，壓縮機進出口閥門由垂直安裝改為水平安裝，有效的降低了管線振動。同時拆除壓縮機排氣緩沖器排污法蘭后閥門及管線，用盲板封堵。

(2)增加管架、加強管線支撐

循環氣壓縮機出口至合成氣混合罐、合成工序至循環氣入口緩沖罐之間的管線支撐，采用了雙柱式H型鋼做管架以增加穩固性，支撐數量由原來不足18個增加到30多個。同時，對現有管架由鋼架支撐改為鋼筋混凝土支撐，以增加剛性

(3)改造緩沖器

通過校核計算，發現原緩沖器容積達不到API618標準要求。現將原容積為0.68m3的緩沖器擴容為2.03m3。并在原緩沖器內增加彎頭及一段直管，在上面開小孔構成濾波元件，提高了脈動氣流衰減。

(4)緩沖器的入口加孔板

在管線系統大容器入口處加孔板，可以削弱氣流脈動孔板開孔尺寸應按下式計算：d/D=0.43～0.50(d為孔板孔徑，D為管子內徑)，在此范圍內，氣流脈動的衰減效果最明顯。經計算在循環氣壓縮機的左右兩列入口緩沖器的入口法蘭處分別增加了一塊φ59mm×106mm×4mm的孔板，效果很好

3.增加甲醇分離器并加強切液操作管理

為了減少壓縮機帶液運轉，在緩沖罐前增設了一級甲醇分離器。同時，強化現場巡檢，及時對壓縮機排液。

4.改進甩油環、更換潤滑油

由于甩油環接頭易松動。現將甩油環上沉孔內徑擴大0.5mm，安裝螺釘防松彈簧墊片，并將聯結螺釘更換為內六方螺釘保證安裝預緊力達標。同時更換潤滑油，采用黏度較高的HM68抗磨液壓油，改善軸瓦潤滑情況。

5.加強質量管理

對配件質量嚴格把關，加強和廠家的溝通，確保配件出廠質量合格。制定科學合理的檢修方案和驗收程序，確保檢修質量。

四、結語

通過采取以上措施，甲醇裝置循環氣壓縮機的檢修頻次大大降低，由2005年的7次減少到現在的每年1次，不僅降低了設備維修費用，而且大大延長了壓縮機的運行周期。

[1]黨錫淇，陳守五.活塞式壓縮機氣流脈動與管道振動[M].西安:西安交通大學出版社，1984.

[2](美)漢隆(PaulC.Hanlon)，郝點等譯.壓縮機手冊[M].北京:中國石化出版社，2003.