二化肥儀表風壓縮機不能正常備用的探討及解決措施

韓建軍，張華

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川　750026）

二化肥儀表風壓縮機不能正常備用的探討及解決措施

韓建軍，張華

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

本文對二化肥儀表風壓縮機不能正常備用存在的問題進行了剖析，有針對性地提出了解決措施，并對今后的安全運行提出了可行性的意見和建議。

儀表風；干燥器；再生；露點

1　二化肥儀表風工藝流程介紹

二化肥儀表風壓縮機（設備位號為J-24201）為ZH三級水冷式離心壓縮機，設計打量6 000 m3/h。干燥器系統目前有兩套：一套為與壓縮機配套的6 000 m3/h干燥器；另外一套為2014年增加的設計能力為10 000 m3/h的新干燥器。

空氣原料經過儀表風壓縮機加壓至0.8 MPa后，與空氣壓縮機（設備位號為101-J）補入的約2 000 Nm3/h～4 000 Nm3/h的空氣一同進入干燥器系統進行干燥，得到露點≤-40℃的干燥儀表風并入儀表風管網。若儀表風壓力過高，可通過干燥器系統入口的PCV-102自動泄壓至工廠風系統（見圖1）。

2　問題的發現

根據近幾年二化肥儀表風壓縮機的運行故障記錄（見表1），共總結出以下幾類問題：

表1　二化肥儀表風壓縮機故障記錄

圖1　二化肥儀表風系統流程圖

（1）干燥器處理能力小，儀表風露點不合格；（2）油冷器及空氣換熱器冷卻水壓力太低，流量小，運行時間長容易造成油溫或段間溫度高，儀表風壓縮機聯鎖跳車；（3）無法實現遠程自啟動；（4）儀表風壓縮機郵箱油溫低，無法快速達到啟動條件；（5）新干燥器再生氣量太大、再生時間過長，造成儀表風管網壓力波動幅度過大、頻率過快；（6）切機過程中崗位人員協調欠缺；（7）隱患及低標準較多。

3　問題的分析和解決

3.1干燥器處理能力小，儀表風露點不合格

二化肥儀表風壓縮機原有兩套干燥器系統，設計能力6 000 Nm3/h，由于空壓機（101-J）補入2 000 Nm3/h～4 000 Nm3/h空氣，導致干燥器系統處理能力不足，儀表風露點無法達到合格指標。同時，其中一臺干燥器程控系統經常出現故障且干燥器盤管整體沖刷減薄，有泄漏的風險；另外一臺干燥器程控閥內漏嚴重。對此，公司新采購了一套處理量為10 000 Nm3/h的干燥器系統，滿足了儀表風壓縮機及空壓機補充儀表風干燥能力不足的要求，也降低了兩套老式干燥系統操作的風險。

表2　干燥器未改造前露點數據

2013年10月二化肥儀表風壓縮機全月運行、干燥器未改造前儀表風露點的分析數據（見表2）。從中可以看出：全月共分析儀表風露點數據30次，合格10次，不合格20次，合格率33.3％，嚴重影響著儀表風系統及化肥裝置的安全運行。

保水劑稱高吸水劑、超強吸水樹脂(superabsorbent polymer，SAP)，是一種能夠吸收自身原來尺寸和重量數倍水分的化合物。保水劑吸水后形成的水凝膠可緩慢釋放水分供作物利用，同時又能增強土壤保水性，改良土壤結構，影響土壤理化性質、作物根系生長發育等，進而影響水分和溶質在土壤中的運移規律和作物生理機能，提高化肥的利用率（見圖1、圖2、圖3）。

表2　干燥器未改造前露點數據（續表）

表3　干燥器改造完分析數據

2014年，新干燥器改造投運后，全年二化肥儀表風壓縮機共運行三次，運行期間露點分析數據全部達到合格指標（見表3）。通過這次改造，不僅顯著的提高了二化肥儀表風壓縮機的儀表風產品品質，而且干燥系統運行的可靠性和安全性也得到了有力的保障。3.2油冷器及換熱器壓力低，儀表風壓縮機跳車

油冷器及空氣換熱器冷卻水壓力太低，流量過小，運行時間長容易造成油溫低或段間溫度太高，儀表風壓縮機聯鎖跳車。

二化肥儀表風壓縮機冷卻水原設計由二化肥循環水裝置提供，保留原低壓消防水管線作為備用冷卻水。2013年12月二化肥裝置停工后，循環水裝置隨之停運，儀表風壓縮機循環冷卻水只能使用低壓消防水，由于低壓消防水管線引自一化肥低壓消防水管網，經前端各用戶分流后壓力逐漸降低至0.18 MPa，造成二化肥儀表風壓縮機循環冷卻水欠缺。2014年4月，二化肥儀表風壓縮機在啟動后屢次發生段間溫度高壓縮機跳車現象。2014年5月8日，經過前期評估、測定，成功對二化肥儀表風壓縮機循環冷卻水系統進行了改造，改造后二化肥儀表風壓縮機循環冷卻水由一化肥循環水系統供給，并在循環水上水管線增加管道泵提高循環水壓力至0.45 MPa，有效地增加了儀表風壓縮機空氣換熱器和油冷器的換熱效果，并實現了循環水的正常回收（見圖2）。

改造前后油溫及段間換熱器介質溫度（見表4）。

表4　二化肥儀表風壓縮機循環水改造前后溫度

9月，因甲醛廠循環水回水壓力較高，導致儀表風壓縮機冷卻水回水阻力增大，段間空氣溫度高跳車一次。針對這次事件，通過修改操作規程，要求二化肥儀表風壓縮機啟動前必須將甲醛廠循環水回水切至儲罐，得到了圓滿的解決。

圖2　改造后循環水系統流程

3.3聯系廠家及第三方修改PLC控制程序，實現遠程自啟動

2015年8月，針對一化肥儀表風壓縮機出現故障后儀表風系統壓力無法及時通過補充N80和啟動二化肥儀表風壓縮機保障問題，經過阿特拉斯廠家同意，通過第三方PLC控制廠家重新下裝程序并修改部分參數，2015年9月3日和9月6日，通過反復調試，在二化肥儀表風壓縮機新、舊干燥器同時具備運行的情況下，采取停機時舊干燥器進、出口閥打開（進出口程控閥設定程序保持常開狀態），卸載閥關閉；新干燥器進、出口程控閥關閉實現了二化肥儀表風壓縮機在儀表風管網壓力達到0.60 MPa時自動啟動并投運舊干燥器并入儀表風管網的目標，在多次試驗中得到安全、穩定、可靠的驗證。

3.4二化肥儀表風壓縮機廠房暖氣改造、油箱增加盤管，提高油箱油溫

二化肥儀表風壓縮機在啟動前，可編程邏輯控制器自動檢查程序會自動檢查潤滑油溫是否達到允許啟動的最低值。壓縮機開機設計油溫最低為25℃，正常情況下，將開機旋鈕轉到“就地”或“遠程”控制模式即可實現油箱電加熱器自動加電工作，使之保持在要求的最低溫度之上。

二化肥儀表風壓縮機設計極限環境溫度最低為5℃，冬季寧夏地區環境氣溫較低，最低可達-20℃以下。二化肥裝置停運后，原有供二化肥裝置區的暖氣系統隨之停用，儀表風壓縮機廠房只能采用封閉等臨時保溫措施保證環境溫度在0℃左右。這種情況下，無法達到儀表風壓縮機要求最低環境氣溫5℃以及油溫達到25℃以上才能啟動的條件（見表5）。

表5　極限工況

2016年1月，二化肥儀表風壓縮機在緊急啟動過程中，由于油溫達不到啟動條件無法啟運，給公司化肥裝置的安全運行造成了極大的威脅。為了解決此問題，通過與廠家協商和專家溝通，制定了三條解決措施：3.4.1廠房暖氣改造，提高廠房內環境溫度2016年1月，通過評估和技術改造，從一化肥余熱回收暖氣系統引入暖氣水至二化肥儀表風壓縮機廠房，提高廠房環境溫度約10℃左右。但由于處于一化肥暖氣水系統末端，溫度遞減較大，無法保證油箱油溫在25℃以上。3.4.2油箱增加臨時蒸汽盤管加熱器，提高油箱油溫儀表風壓縮機油箱原設計有一組電加熱器，可實現環境溫度在20℃左右時加熱油箱油溫至25℃以上。經過與廠家協商，可通過再增加一組電加熱器來實現油箱溫度達到儀表風壓縮機啟動條件。但考慮到油溫偏低只限于冬季極冷時間段，且油箱增加電加熱器、程序改造成本高等原因，不做改造。

2016年2月，經過商議，臨時增加一組S5低壓蒸汽盤管作為技改，技改后儀表風壓縮機靜態油溫明顯提高。3.4.3儀表風壓縮機啟動開關打到“就地”或“遠程”控制模式保證PLC面板控制程序始終處于激活狀態，使得系統為保持潤滑油恒定溫度，油泵保持運行，油箱電加熱器始終處于通電狀態，實現儀表風壓縮機在緊急啟動時，油溫達到啟動條件。

2016年2月底后，沒有再發生儀表風壓縮機因為油溫低無法啟動現象。屬地單位每15 d對儀表風壓縮機試運行一次，便于及時發現問題及時得到處理，保證儀表風壓縮機的良好備用。

3.5聯系廠家修改新干燥器PLC控制程序

2016年6月12日，二化肥儀表風壓縮機在一化肥儀表風壓縮機故障緊急啟動及檢修完兩次切機并氣過程中，儀表風管網壓力發生急劇下降且無法恢復至0.65 MPa以上，最低下降至0.48 MPa，一化肥被迫補充N80維持儀表風管網壓力，經過多次進行二化肥儀表風壓縮機啟動、并氣試驗，最終判斷為新干燥器再生氣量太大且再生（運行）時間太短導致大量管網儀表風從再生氣調節閥通過再生罐外泄、管網壓力未來得及蓄壓即開始泄壓，從而發生儀表風管網壓力急劇下降且壓力無法提高現象。

二化肥儀表風壓縮機新干燥器為微熱再生干燥器，規格型號為HWR-10000，設計再生耗氣≤6％，常壓下出氣露點為-50℃～-60℃。6月13日，經過廠家同意，分兩次將新干燥器再生時間、再生氣量、均壓時間進行了調整，調整后進行切機試驗、觀察，儀表風管網壓力未再發生波動且儀表風壓力明顯上升，露點參數也達到了合格指標（見表6）。

表6　新干燥器PLC控制程序調整前后數據

3.6召開協調會，統一切機過程中操作協調程序

在一化肥、二化肥儀表風壓縮機多次切機過程中，由于操作協調不到位經常發生一化肥儀表風壓縮機卸載閥（放空閥）未關完、二化肥儀表風壓縮機即開始手動卸載現象，從而造成儀表風管網壓力急劇下降。針對這種情況，2016年6月，通過完善儀表風運行方案、修訂操作卡等方式對切機過程中崗位人員的操作和協調進行了統一，并在此后的試機過程中收到了良好的效果。

3.7隱患及低標準整改

二化肥儀表風壓縮機及兩套干燥器系統由于運行時間長及裝置停運維護不到位等原因，長期存在PLC控制操作不靈敏、程序紊亂及干燥器分子篩粉化、程控閥頻繁故障等現象。2012年起，多次對隱患及低標準進行了整改（見表7）。

表7　二化肥儀表風壓縮機隱患及低標準整改清單

4　遺留問題

2016年6月13日，在進行二化肥儀表風壓縮機調試過程中發現：一化肥儀表風壓縮機啟動并網后，二化肥儀表風壓縮機在自動卸載過程中入口導葉關至15％后，防喘振閥不動作導致二化肥儀表風壓縮機出口壓力太高喘振跳車。經過電儀相關技術人員對防喘振閥的動作線性進行檢查、校對，未發現異常現象。

為避免二化肥儀表風壓縮機出口超壓，通過修改操作規程，當壓縮機自動卸載時用排放閥PCV-102來控制壓縮機出口壓力，雖然在此后的運行過程中二化肥儀表風壓縮機再未發生喘振現象，但不能排除卸載時入口導葉閥位關至最小、防喘振閥動作緩慢或者不動作的可能性。

5　結語

針對以上遺留問題，今后將從以下幾個步驟探討實施的可能性：（1）修改防喘振閥動作壓力。即將PLC控制面板中防喘振閥打開設定壓力由0.85 MPa逐步調整至≤0.83 MPa，并觀察防喘振閥的動作靈敏度；（2）通過修改入口導葉動作的設定條件或限定入口導葉閥位來強制防喘振閥提前動作；（3）通過修改或恢復原始PLC控制程序觀察入口導葉及防喘振閥的動作反應；（4）更換新一代PLC控制面板及程序。

TE964

A

1673-5285（2016）08-0146-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.034

2016-07-26