二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組開車程序優(yōu)化

夏古文

（云南水富云天化有限公司尿素車間，云南水富 657800）

二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組開車程序優(yōu)化

夏古文

（云南水富云天化有限公司尿素車間，云南水富 657800）

通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)組運(yùn)行情況的研究分析，總結(jié)了不同開車順序的實(shí)際運(yùn)行效果，并對(duì)壓縮機(jī)開車程序進(jìn)行了優(yōu)化，提出了本公司二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組相對(duì)合理的開車程序。

尿素裝置；二氧化碳；壓縮機(jī)；開車程序

云南水富云天化有限公司尿素裝置的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)是20世紀(jì)70年代從意大利新比隆公司引進(jìn)的，它屬于汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的雙轉(zhuǎn)速、雙缸離心式壓縮機(jī)。2003年，本公司對(duì)尿素裝置進(jìn)行了增產(chǎn)節(jié)能改造，在壓縮機(jī)入口處也增加了一臺(tái)增壓機(jī)。至此，尿素裝置的壓縮機(jī)組由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的增壓機(jī)和一臺(tái)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)串聯(lián)構(gòu)成。改造后，經(jīng)意大利新比隆公司專家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)試車并確定開車步驟，即先啟動(dòng)增壓機(jī)，待增壓機(jī)運(yùn)行正常后再?zèng)_轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。但在生產(chǎn)過(guò)程中，按確定的程序開車會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。本文根據(jù)對(duì)壓縮機(jī)組開車過(guò)程的研究，分析了壓縮機(jī)組在開車過(guò)程中存在的問(wèn)題，旨在尋找合理的開車程序。

1 開車程序存在的問(wèn)題

1.1 冷態(tài)開車存在的問(wèn)題

根據(jù)《大型化肥廠汽輪機(jī)離心式壓縮機(jī)組運(yùn)行規(guī)程》中的規(guī)定［1］，汽輪機(jī)暖管和汽封送氣應(yīng)在盤車器運(yùn)行的情況下進(jìn)行。2003年增產(chǎn)改造后，壓縮機(jī)組不能在盤車狀態(tài)下暖管和投汽封蒸汽，原因是壓縮機(jī)的開車是在增壓機(jī)開車之后。若啟動(dòng)增壓機(jī)時(shí)壓縮機(jī)處在盤車狀態(tài)，則會(huì)造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子被增壓機(jī)送過(guò)來(lái)的CO2氣流沖轉(zhuǎn)，導(dǎo)致壓縮機(jī)透平不受控而損壞盤車器齒輪。盤車器一旦損壞，機(jī)組的停車安全將會(huì)受到嚴(yán)重威脅。在啟動(dòng)增壓機(jī)前，需將壓縮機(jī)盤車器停下。增壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，壓縮機(jī)組做開車準(zhǔn)備：暖管預(yù)熱主蒸汽閥室和汽封給蒸汽。此時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)。而冷態(tài)的透平轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)下引蒸汽和建立汽封蒸汽是有風(fēng)險(xiǎn)的，所以必須要保證透平蒸汽閥和汽封給汽閥關(guān)閉。否則，一旦蒸汽漏入，過(guò)熱蒸汽會(huì)使冷態(tài)的轉(zhuǎn)子因局部受熱而彎曲，從而造成嚴(yán)重的后果。

1.2 熱態(tài)開車存在的問(wèn)題

壓縮機(jī)組停車后，透平轉(zhuǎn)子從365℃冷卻到100℃大約需要8 h，在這段時(shí)間內(nèi)重新啟動(dòng)，屬于熱態(tài)開車。透平轉(zhuǎn)子在熱態(tài)下必須保持電動(dòng)盤車，一旦靜止，勢(shì)必造成轉(zhuǎn)子受熱不均而發(fā)生彎曲變形，無(wú)法再次開車。但先啟動(dòng)增壓機(jī)再?zèng)_轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的開車方式，使壓縮機(jī)停止盤車約30 min。為此，沖轉(zhuǎn)后勢(shì)必因轉(zhuǎn)子變形而加大振動(dòng)幅度，甚至導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)開車。

2013年7月12日20∶18，本機(jī)組高壓缸由于有異物進(jìn)入，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子因失衡產(chǎn)生大幅振動(dòng)而跳車。停車后，電動(dòng)盤車的振動(dòng)值不高，確定異物已被吹走，決定熱態(tài)沖轉(zhuǎn)。按照先啟動(dòng)增壓機(jī)再?zèng)_轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的程序，22∶14啟動(dòng)增壓機(jī)，23∶08壓縮機(jī)沖轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到2 652 r／min時(shí)，透平前后端振動(dòng)高報(bào)警。分析認(rèn)為，透平轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)下受熱不均勻，已經(jīng)發(fā)生了局部彎曲變形。由于在21∶48時(shí)，停止了電動(dòng)盤車，并且直到23∶08時(shí)才沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，因此，透平轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)1 h 20 min，進(jìn)汽側(cè)的溫度為365℃，而排汽側(cè)溫度僅為50℃，造成轉(zhuǎn)子受熱不均勻，所以開車后振動(dòng)較高。停車均勻冷卻后，再次開車正常。說(shuō)明熱態(tài)下透平轉(zhuǎn)子靜止對(duì)機(jī)組是很危險(xiǎn)的，必須充分盤車均勻冷卻。

2 改變壓縮機(jī)組啟動(dòng)程序

針對(duì)按原程序開車存在的問(wèn)題，分析認(rèn)為，只要將原操作順序改為先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，即可解決。因此，經(jīng)可行性分析后，我公司修訂了《日產(chǎn)2300噸尿素裝置工藝手冊(cè)》熱態(tài)開車的操作順序。

2013年8月12日22：56，由于公司電網(wǎng)晃電導(dǎo)致供熱爐熄火，尿素裝置也緊急停車。3.5 h后，供熱恢復(fù)運(yùn)行。中壓蒸汽供汽正常，壓縮機(jī)組恢復(fù)開車。啟用新操作程序先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)再啟動(dòng)增壓機(jī)，于13日02：27沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，02：55壓縮機(jī)過(guò)臨界轉(zhuǎn)速后啟動(dòng)增壓機(jī)。除啟動(dòng)增壓機(jī)時(shí)由于送至壓縮機(jī)CO2量突然增加，導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速瞬間下降40 r／min外（屬于可控范圍），段間壓力等工藝參數(shù)未變化，開車后運(yùn)行正常。與以前先啟動(dòng)增壓機(jī)的開車程序相比較，壓縮機(jī)各段壓力對(duì)比見表1、表2所示。

從表1、表2中各個(gè)開車階段的壓力差，即低壓缸ΔP＝（二段出口壓力－二段入口壓力）－（一段出口壓力－一段入口壓力），高壓缸ΔP＝（二段出口壓力－二段入口壓力）－（一段出口壓力－一段入口壓力），得到表3。

表1 用先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)開車程序時(shí)壓縮機(jī)的各段壓力Table 1 Segments pressure of the compressor when first starting the driving program of the compressor

表2 用增壓機(jī)啟動(dòng)后再?zèng)_轉(zhuǎn)壓縮機(jī)開車程序時(shí)壓縮機(jī)的各段壓力Table 2 Segments pressure of the compressor when starting the driving program of the compressor after starting the booster

表3 不同狀態(tài)下沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)時(shí)各壓力缸的壓差Table 3 Pressure for starting the compressor under different conditions

從表3中看出，不同的開車程序?qū)嚎s機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的高、低壓缸各段壓差都很小，甚至，使用先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的開車程序比先啟動(dòng)增壓機(jī)的開車程序的各段壓差還要小一些，也就是說(shuō)，開車過(guò)程中轉(zhuǎn)子軸向推力較小，對(duì)轉(zhuǎn)子是有利的。從實(shí)踐中也得到，機(jī)組開車過(guò)程中推力變化、振動(dòng)變化均較小。

實(shí)踐證明，壓縮機(jī)開車程序使用先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的方法可以實(shí)現(xiàn)。使用先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的開車程序，可以實(shí)現(xiàn)冷態(tài)透平在盤車狀態(tài)下引蒸汽暖管和投汽封的操作，即可避免透平轉(zhuǎn)子在靜止且冷態(tài)下蒸汽漏入汽輪機(jī)和汽封蒸汽進(jìn)入使冷態(tài)的轉(zhuǎn)子局部受熱的風(fēng)險(xiǎn)。在熱態(tài)下開車，使用先沖轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的開車程序，可實(shí)現(xiàn)透平轉(zhuǎn)子停止到?jīng)_轉(zhuǎn)都能維持電動(dòng)盤車，這就避免了熱態(tài)轉(zhuǎn)子因不能盤車而使轉(zhuǎn)子受熱不均的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)熱態(tài)開車實(shí)踐，證明尿素裝置的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組開車程序由之前的先啟動(dòng)增壓機(jī)改變?yōu)橄葲_轉(zhuǎn)壓縮機(jī)更有利于機(jī)組的安全運(yùn)行。

［1］ 大連理工大學(xué).大型化肥廠汽輪機(jī)離心式壓縮機(jī)組運(yùn)行規(guī)程［M］.大連：大連理工大學(xué)出版社，1988.

［2］ 金濤，王琴，羅大智，等.日產(chǎn)2300噸尿素裝置工藝手冊(cè)［M］.云南：云南水富云天化有限公司，2013.

Drive Program Optimization on Carbon Dioxide Compressor

XIA Gu－wen

（Yuntianhua Ltd.Yunnan Shuifu Urea Plant，Shuifu 657800，China）

Through analysis on the years operation of the compressor，actual operating results of different drives are summed up，and the program has been optimized to drive the compressor，relatively reasonable driving program is proposed for the company＇s carbon dioxide compressor.

urea plant；carbon dioxide；compressor；driving program

TQ051

A

1004-275X（2014）06-0065-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.06.017

收稿：2014-09-02

夏古文（1978－），男，云南楚雄人，主要從事大型化工裝置二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的運(yùn)行維護(hù)管理。