200 kt/a煤制乙二醇項(xiàng)目離心式壓縮機(jī)組試車(chē)總結(jié)

吳存?zhèn)}，樊志謙，師少杰，白 華

(陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)化工有限責(zé)任公司 山西晉中 045400)

陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)化工有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱壽陽(yáng)化工公司)是陽(yáng)泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司的全資子公司，項(xiàng)目一期規(guī)劃為200 kt/a乙二醇,整套裝置自2016年11月投料試生產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，2017年全年平均負(fù)荷在85%以上，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

200 kt/a乙二醇裝置共有10套離心式壓縮機(jī)組，均未設(shè)置備機(jī)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)造成全裝置停產(chǎn)，從而給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的損失。另外，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)組背壓蒸汽和機(jī)組抽汽是工藝裝置的加熱蒸汽來(lái)源，沒(méi)有背壓蒸汽或者抽汽，工藝裝置就無(wú)法正常運(yùn)行。因此，這10套壓縮機(jī)組的運(yùn)行水平直接決定了乙二醇裝置的運(yùn)行水平，其在試車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題和解決方法簡(jiǎn)要分析介紹如下。

1 機(jī)組基本情況

乙二醇裝置中采用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)組共6套，其中：2套機(jī)組采用9.8 MPa蒸汽驅(qū)動(dòng)，空分工序和凈化工序各1套；4套機(jī)組采用3.8 MPa蒸汽驅(qū)動(dòng)，乙二醇合成工序3套，凈化工序1套。采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)組共有4套，乙二醇合成工序和凈化工序各2套。10套離心式壓縮機(jī)組全部為國(guó)產(chǎn)設(shè)備，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)9.8 MPa蒸汽用量在290 t/h左右，3.8 MPa蒸汽用量在210 t/h，其基本技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 離心式壓縮機(jī)組基本技術(shù)參數(shù)

壓縮機(jī)組數(shù)量/套驅(qū)動(dòng)方式工作介質(zhì)型號(hào)空氣壓縮機(jī)組19.8 MPa蒸汽空氣MCO1304+3BCL457一氧化碳?jí)嚎s機(jī)組19.8 MPa蒸汽一氧化碳3MCL526氨壓縮機(jī)組1電機(jī)驅(qū)動(dòng)氨氣KLDASY-C解析氣壓縮機(jī)組13.8 MPa蒸汽氫氣、一氧化碳EZ45-3+4氮?dú)鈮嚎s機(jī)組1電機(jī)驅(qū)動(dòng)氮?dú)釫Z35-2+2酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)組33.8 MPa蒸汽一氧化碳、一氧化氮等DMCL602氫氣循環(huán)氣壓縮機(jī)組2電機(jī)驅(qū)動(dòng)氫氣EB56-2

2 機(jī)組的試車(chē)

離心式壓縮機(jī)組試車(chē)從2016年2月10日開(kāi)始，至2016年6月8日結(jié)束，歷時(shí)近4個(gè)月的時(shí)間。空分工序的空氣壓縮機(jī)組首先開(kāi)始試車(chē)，乙二醇合成工序的3#酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)組最后試車(chē)。試車(chē)工作整體比較順利，達(dá)到了預(yù)期目的，工期也滿足了試車(chē)進(jìn)度要求。

(1)為了保證試車(chē)工作的順利進(jìn)行，確保試車(chē)期間不出現(xiàn)大的問(wèn)題，針對(duì)每套機(jī)組成立專門(mén)的試車(chē)組織機(jī)構(gòu)并明確職責(zé)，主要組成人員有總承包方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理、施工方、機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員以及壽陽(yáng)化工公司機(jī)電儀中心、生產(chǎn)中心的負(fù)責(zé)人等。

(2)編制嚴(yán)格的試車(chē)方案，實(shí)現(xiàn)每套機(jī)組具有對(duì)應(yīng)的具體試車(chē)方案，并對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)認(rèn)真討論分析，對(duì)檢查確認(rèn)的項(xiàng)目逐一落實(shí)。

(3)單機(jī)試車(chē)和聯(lián)動(dòng)試車(chē)前的準(zhǔn)備工作必須細(xì)致落實(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)按照國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和試車(chē)方案執(zhí)行，主要項(xiàng)目包括汽輪機(jī)的主蒸汽吹掃打靶合格標(biāo)準(zhǔn)以及機(jī)組的干氣密封、軸封、潤(rùn)滑油管線吹掃、酸洗清潔合格標(biāo)準(zhǔn)等。

(4)對(duì)于離心式壓縮機(jī)組的輔機(jī)部分，如防喘振冷卻器、段間冷卻器、分離器等，打開(kāi)設(shè)備檢查內(nèi)部清潔情況和內(nèi)件安裝情況。

(5)儀表控制部分的接線和對(duì)應(yīng)性打點(diǎn)確認(rèn)工作需要反復(fù)檢查確認(rèn)，往往檢查1～2遍之后還會(huì)發(fā)現(xiàn)不少問(wèn)題。

(6)汽輪機(jī)組的主蒸汽管線、背壓蒸汽管線、中抽蒸汽管線對(duì)其配管的應(yīng)力、膨脹量的釋放方向、彈簧支吊架的安裝位置、彈簧支吊架的選型、管線滑移支座的設(shè)置、管線限位形式等需要反復(fù)檢查論證[1]。

(7)試車(chē)參與人員需認(rèn)真學(xué)習(xí)并掌握試車(chē)方案，必須熟悉現(xiàn)場(chǎng)情況。

3 試車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法

3.1 酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)節(jié)氣門(mén)無(wú)法打開(kāi)

3.1.1 故障現(xiàn)象一

2016年5月10日零時(shí)左右，因蒸汽系統(tǒng)波動(dòng)，調(diào)度下令停運(yùn)酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)組以平衡蒸汽系統(tǒng)，隨后在5月11日重新開(kāi)車(chē)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)未通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速就停止升速，而微機(jī)顯示調(diào)節(jié)氣門(mén)正在不斷開(kāi)大。鑒于此種情況，緊急停機(jī)查找原因。經(jīng)靜態(tài)試驗(yàn)，一切正常，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，重新進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，結(jié)果在同樣的轉(zhuǎn)速區(qū)間又一次出現(xiàn)相同的問(wèn)題，此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)閥門(mén)開(kāi)度指示停留在30%的位置不動(dòng)作，隨后進(jìn)行緊急停機(jī)。汽輪機(jī)調(diào)速采用速關(guān)閥組件加油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，電液轉(zhuǎn)換器裝配在速關(guān)閥組件上。

出現(xiàn)此類現(xiàn)象的可能原因一般有油動(dòng)機(jī)故障、電液轉(zhuǎn)換器故障、調(diào)節(jié)氣閥回路卡澀、線路故障。經(jīng)一系列原因分析、向制造企業(yè)咨詢并邀請(qǐng)有關(guān)企業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，故障原因一一得到確認(rèn)，并進(jìn)行了靜態(tài)試驗(yàn)，但在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中同樣的問(wèn)題再次發(fā)生。

為此，從設(shè)備結(jié)構(gòu)以及工作原理重新進(jìn)行梳理。首先檢查電路，判斷從中控輸出的電信號(hào)(4～20 mA)與速關(guān)閥組件上的油信號(hào)壓力(0.15～0.45 MPa)是否一一對(duì)應(yīng)，結(jié)果可以排除速關(guān)閥及電液轉(zhuǎn)換器的問(wèn)題。然后檢查油動(dòng)機(jī)，即檢查油盤(pán)轉(zhuǎn)速是否在300～800 r/min，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油動(dòng)機(jī)脈沖油閥的調(diào)節(jié)存在問(wèn)題。油動(dòng)機(jī)脈沖油的作用是保證錯(cuò)油門(mén)正常無(wú)阻尼地調(diào)整，后經(jīng)調(diào)節(jié)，錯(cuò)油門(mén)恢復(fù)正常工作，立即組織正常開(kāi)機(jī)。

在隨后的試車(chē)過(guò)程中，連續(xù)發(fā)生2次因打氣量不足造成合成工序停車(chē)。根據(jù)現(xiàn)象判斷，決定降蒸汽壓力運(yùn)行，利用主蒸汽切斷閥限制進(jìn)汽輪機(jī)的蒸汽壓力，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)運(yùn)行。但運(yùn)行平穩(wěn)幾天后，同樣的問(wèn)題再次發(fā)生。經(jīng)檢查歷史趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，前期判斷調(diào)節(jié)氣閥卡澀是錯(cuò)誤的，運(yùn)行現(xiàn)象均為轉(zhuǎn)速上升，調(diào)節(jié)氣門(mén)的信號(hào)下降，主蒸汽流量也下降，說(shuō)明是汽輪機(jī)所帶的壓縮機(jī)出現(xiàn)甩負(fù)荷的現(xiàn)象。根據(jù)壓縮機(jī)的工作原理，確定應(yīng)是閥門(mén)問(wèn)題，隨后檢查發(fā)現(xiàn)入口切斷閥的電磁閥線虛接，經(jīng)處理后一切恢復(fù)正常。

3.1.2 故障現(xiàn)象二

2016年6月2日，由于草酸二甲酯合成Ⅱ系列出口閥門(mén)故障，采取緊急停車(chē)。重新開(kāi)車(chē)后，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)入口管道振動(dòng)及噪聲增大。

如圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)氣體流程為來(lái)自裝置區(qū)的氣體經(jīng)氣體分離器分離出攜帶的液體后進(jìn)入花籃式過(guò)濾器，過(guò)濾去除雜質(zhì)后進(jìn)入壓縮機(jī)，此流程中共設(shè)計(jì)了手動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥、入口分離器、籃式過(guò)濾器等設(shè)備和儀表、管道附件。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)氣體流程

在緊急停車(chē)后的事故處理過(guò)程中，由于在現(xiàn)場(chǎng)尋找閥門(mén)附件的連接板時(shí)，拆除過(guò)該入口閥門(mén)的連接板(該閥門(mén)為Ф 1 100 mm蝶閥)，但并未注意此時(shí)的閥門(mén)狀態(tài)。通過(guò)詢問(wèn)當(dāng)事人同時(shí)查看閥門(mén)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)，拆除后壓縮機(jī)操作人員實(shí)施了關(guān)閉操作；在隨后的裝配時(shí)，在關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行了安裝，從而導(dǎo)致在開(kāi)車(chē)時(shí)又進(jìn)行了一次開(kāi)閥門(mén)操作，從而造成閥門(mén)處于反開(kāi)狀態(tài)，氣流通過(guò)閥板和管道壁間的縫隙流過(guò)，發(fā)生節(jié)流，從而出現(xiàn)壓縮機(jī)入口管道振動(dòng)及噪聲增大的現(xiàn)象。

在事故處理過(guò)程中，首先將該切斷閥前手動(dòng)閥開(kāi)度關(guān)閉50%，防止切斷閥突然全開(kāi)造成機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)。然后逐漸打開(kāi)切斷閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的儀表空氣閥，對(duì)切斷閥的氣缸逐漸充壓，利用氣缸的作用力使切斷閥逐漸全開(kāi)。在切斷閥開(kāi)啟過(guò)程中，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷適當(dāng)調(diào)整手動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度。隨后對(duì)裝反的連接件進(jìn)行拆檢，并重新安裝復(fù)位。

3.2 氨壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油管線長(zhǎng)時(shí)間油循環(huán)不合格

凈化工序氨壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油管線于2015年12月4日完成安裝，12月12日委托專業(yè)清洗公司對(duì)該管線進(jìn)行沖洗、酸洗工作。油循環(huán)工作于2015年12月22日開(kāi)始建立外循環(huán)，至2016年2月15日潤(rùn)滑油分析合格，前后歷時(shí)將近2個(gè)月，造成了試車(chē)工期的延誤。其主要原因：①為了趕工期，設(shè)備安裝單位違規(guī)使用藥皮焊絲焊接管道，管道內(nèi)存在藥皮殘留，造成油循環(huán)長(zhǎng)期不合格；②施工單位采用不同焊絲焊接，油管路酸洗后未進(jìn)行分析確認(rèn)即開(kāi)始組織油循環(huán)。

4 結(jié)語(yǔ)

離心式壓縮機(jī)組投入運(yùn)行1年以來(lái)，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)值，具有運(yùn)行平穩(wěn)、負(fù)荷調(diào)節(jié)方便、故障率低的特點(diǎn)，很好地滿足了生產(chǎn)要求。目前存在的問(wèn)題主要是空氣壓縮機(jī)組有8%左右的放空，合成工序的氫氣循環(huán)氣壓縮機(jī)組和冰機(jī)防喘振閥還有12%左右的開(kāi)度。下一步的重點(diǎn)是繼續(xù)調(diào)優(yōu)，在確保裝置運(yùn)行穩(wěn)定的前提下，關(guān)閉放空閥和防喘振閥，達(dá)到離心式壓縮機(jī)組運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能的目的。