煤制甲醇用壓縮機的常見故障及維護對策

陳瑞善（甘肅華亭煤電股份有限公司煤制甲醇分公司 甘肅 平涼 744100）

我國多煤少油，發展煤化工產業有重要的戰略意義。甲醇是一種重要的化工原料和有機溶劑，近年煤制甲醇行業得到了巨大發展[1]。華亭中煦公司60萬噸/年煤制甲醇項目，是甘肅省重點建設項目之一。以煤為原料生產甲醇的工藝過程包括空氣分離、煤氣化、變換、合成氣凈化、甲醇合成及精餾等工藝單元，其中很多工段都會用到壓縮機。本文結合生產過程中的壓縮機檢修實踐，就其常見故障進行分析，探索更好的維護對策。

一、煤制甲醇裝置中的壓縮機

煤制甲醇裝置中多處會用到壓縮機，本文主要探討空分裝置中的空壓機、增壓機；甲醇合成工段的合成氣壓縮機；低溫甲醇洗工藝中氨制冷壓縮機等幾種壓縮機。

1.空分裝置壓縮機

空分裝置中的壓縮機組由空氣壓縮機和增壓機組成，我廠機組采用DMCL1204+2MCL1203型空氣壓縮機，其軸功率為19300kw，工作轉速為4618rpm，流量為216200Nm3/h，進口壓力0.0855MPa，出口壓力0.535MPa。增壓機采用3BCL457型，其軸功率為11950kw，工作轉速為11936rpm，流量為118200Nm3/h。該離心式壓縮機組技術要求是：形式：水平剖分+水平剖分+汽輪機+增速箱+垂直剖分離心壓縮機；驅動機形式：抽凝式汽輪機；轉速變化范圍：75～105%的工作轉速。

2.合成氣壓縮機

合成氣壓縮機是將凈化來的新鮮補充氣和氫回收來的氫氣經過壓縮提壓后再與循環段來的循環氣缸內混合后達到設計壓力，送入合成塔反應，主要起升壓循環作用，提高產率。合成氣壓縮機采用3BCL408型離心式壓縮機。該設備為單缸二段8級離心壓縮機，新鮮氣與循環氣分別在一段和二段進行壓縮后進入合成圈，在缸內混合。新鮮氣由第一段進行壓縮；循環氣在第二段進行壓縮。

3.氨制冷壓縮機

在甲醇洗單元，甲醇的低溫環境由制冷裝置來完成。氨制冷壓縮機采用MCL607+2MCL607型離心壓縮機組，轉速8975rpm，低壓缸1904kw，高壓缸2361kw。

二、壓縮機常見故障和處理措施

1.壓縮機喘振

壓縮機喘振是由于周期性的氣流脈動，機組產生強烈振動的現象。壓縮機喘振時，各段振動值、位移明顯上升，進口壓力、出口壓力、入口流量及機組轉速出現大幅度波動的現象。其產生原因可能是：①防喘裕度設定不足，②吸入流量過低，③壓縮機出口壓力過高，④工況變化時放空閥或回流閥未及時打開，⑤防喘振裝置未投自動或者失準、失靈 ，⑥防喘整定值不準，⑦升速、升壓過快，⑧降速未先降壓，⑨氣體性質或狀態改變引起壓縮機部件損壞脫落，⑩出口止逆閥不靈。

處理措施有：①先測定好各種工況下的最佳防喘裕度，并根據工況的變化及時調整，②檢查是否存在進氣閥門開度不夠、閥芯太臟或結冰、入口氣源減少或切斷等情況，根據檢查情況及時處理，③查看出口止逆閥失靈或不嚴、壓縮機減速或停機時氣體未放空或回流，④根據工況需要及時打開防喘振的放空或回流閥門，⑤設備運行時防喘振裝置應投自動，如發現防喘振裝置有失靈、失準或卡澀、動作不靈應及時解決，⑥嚴格整定防喘數值，并定期試驗，發現數值不準及時校正，⑦工況需要升速、升壓時，要交替進行，緩慢、平穩變化，⑧降速之前應先降壓，⑨當氣體性質或狀態改變時，應換算特性線，根據新的特性線整定防喘振值及相關參數⑩止逆閥應保持動作靈活、可靠，以免氣體倒灌。

2.壓縮機漏氣

引起壓縮機漏氣的原因可能有：①氣體夾雜物的沉積，②密封系統受到腐蝕，③O形密封環不良，④氣缸或管接頭漏氣 ，⑤密封膠失效，⑥運轉不正常等情況。

在設備運行時，應經常檢查及時排除引發漏氣的情況。①保持氣體純潔，如有沉積物時應盡早清除，②做好壓縮機的防腐措施，③定期檢查各O形環，如發現不良和老化應更換 ，④檢查氣缸接合面和各法蘭接頭，發現漏氣及時采取措施，⑤的密封膠及填料，發現失效應更換，⑥檢查運轉操作指標是否正確，檢查壓縮機運行狀態，發現不正常及時解決。

3.壓縮機流量和排出壓力不足

出現壓縮機流量或壓力不足的原因可能有：①通流量設定不當，②壓縮機逆轉，③吸氣壓力過低，④分子量與規定不符，⑤轉速低，⑥循環量太大等情況。

應根據可能原因采取相應的措施：①檢查排氣壓力與流量是否符合特性曲線，②檢查旋轉方向是否與壓縮機殼上的箭頭方向一致，③檢查入口過濾器，④測定氣體實際分子量是否比規定數值小⑤檢查壓縮機運行轉速，與說明書對照；如轉速確實低，應提升原動機轉速 ⑥檢查循環氣閥開度是否過大。

4.壓縮機葉輪破損

造成葉輪破損的可能性有：①工作條件惡劣，②負荷過大，機械強度降低 ③異常振動，動、靜部分碰撞，④壓縮機中落入夾雜物

對應破損原因選擇相應的處理措施：①檢查壓縮機的工作條件是否符合設計要求，②禁止嚴重超負荷或超速運行，③不能振值過大強行運轉，異常振動需及時消除，④經常檢查進口過濾器是否損壞，夾雜物進入壓縮機。

5.其他故障

壓縮機及其配套的動力和潤滑裝置，還可能出現如：軸振動高，軸位移大，軸承溫度高，透平真空下降，潤滑油泵出口壓力低，熱井液位高等，這些故障。應該定期檢查，查找出原因及時采取相應的措施。

三、日常維護對策

1.提高設備操作和檢修人員的技術水平

應加強對設備操作和檢修人員的培訓，使每個人都熟練掌握煤制甲醇的生產流程和壓縮機運行特點。在日常工作中，要多積累經驗，熟悉每種工況下，壓縮機可能發生的故障及處理措施。壓縮機運行出現問題時，能夠及時采取恰當的措施處理，將故障的危害降到最低程度。

2.加強對壓縮機運行狀態的監測

對壓縮機實行趨勢管理和預知維修，應利用D C S以及便攜式測溫儀和測振儀監測軸位移、軸振動、溫度、輸出功率等數據，掌握機組運行態勢，作出趨勢判斷，并作好相應記錄[2]；對機身振動保安設施、活塞桿位移監測設施、運行狀態檢測設施等要定期檢查，根據檢測數據分析設備運行是否良好，及時發現隱患并排除；加強大型動設備的投運、切換管理，投運、切換前要做好油、水、電、氣、控制等配套系統及相關設備的檢查，保證各設備協調運行。

3.加強技術改進，提高壓縮機的技術性能

在煤制甲醇設備維護過程中，對發生的故障進行科學分析，并進行技術改造以提高壓縮機性能，減少故障的發生。例如，聯合壓縮機出現工藝管線振動超標情況，通過對其振動脈動分析，采取加固工藝管線支撐、加裝節流孔板的措施消除；通過對合成二級氣缸異常聲響分析，確定是因為活塞支撐環引起的，而后采用新材料和新結構的活塞支撐環，有效提升了壓縮機的性能。

4.加強對壓縮機檢修的管理工作

對于壓縮機的日常十字作業和維護檢修工作，要制定完善管理制度、檢修記錄和驗收交接記錄，形成一套科學的規章制度，并嚴格執行。包括安全預案、檢修計劃任務書、檢修作業指導書、檢修方案、各種作業票的辦理、審批手續、驗收程序、監督檢查等所有程序都達到了制度化、規范化、程序化[3]。通過組織好前期準備工作，監督好施工作業過程，使維護檢修過程按照規范要求進行，最后把好質量驗收關，使資料齊全，檢修質量達到技術規范要求，才準予交接，從而提高檢修質量。

結束語

壓縮機工段是為其他工段服務的，在煤制甲醇工藝流程中有著舉足輕重的地位。加強對壓縮機的運行監控和日常維護，及時發現隱患并采取適當措施消除，能夠有效降低整體設備停車的風險，從而減少經濟損失，保障生產的平穩運行。

[1]肖珍平.大型煤制甲醇工藝技術研究[D].上海：華東理工大學，2012.

[2]段永鋼，卓強，李文英，等.十萬噸甲醇生產廠壓縮機組故障及其對策[J].天然氣技術，2008(3):56-58.

[3]鄒軍裝，尚小華.加強甲醇大型設備綜合管理提高生產設備保障水平[J].壓縮機技術，2008(2):44-46.