氨壓縮機(jī)組防倒轉(zhuǎn)進(jìn)行的改造

吉新杰

（哈密廣匯環(huán)保科技有限公司，新疆 哈密 839399）

1 機(jī)組的概況

我公司的1 臺氨壓縮機(jī)組，為年產(chǎn)30 萬噸甲醇項(xiàng)目脫硫脫碳裝置以及空分裝置水冷系統(tǒng)提供冷量。型號為MCL458（低壓缸）+2MCL456（高壓缸），介質(zhì)為氨氣。它由汽輪機(jī)、高壓缸2MCL456 和低壓缸MCL458 組成。原動機(jī)為汽輪機(jī)，通過膜片聯(lián)軸器與高壓缸相聯(lián)接，高低壓缸之間也通過膜片聯(lián)軸器相聯(lián)結(jié)。為便于安裝找正，汽輪機(jī)、壓縮機(jī)高壓缸與低壓缸安裝在一個(gè)公共底座上。機(jī)殼結(jié)構(gòu)形式為水平剖分形式，低壓缸打氣量為16435Nm/h，高壓缸打氣量為27247Nm3/h，從空分和脫硫脫碳EC-2201 氨冷器過來的約10812Nm3/h 氣氨直接進(jìn)入高壓缸。低壓缸為一段壓縮機(jī)，共八級葉輪，葉輪依次順排布置。高壓缸為兩段壓縮，共六級葉輪，葉輪背靠背布置，氣體經(jīng)第一段八級壓縮后，進(jìn)入氣體冷卻器中，冷卻后的氣體與二段補(bǔ)氣混合后進(jìn)入高壓缸一段中，經(jīng)三級壓縮后，進(jìn)入冷卻器，冷卻后的氣體進(jìn)入高壓缸二段中，再經(jīng)三級壓縮后至出口狀態(tài)出壓縮機(jī)。共設(shè)計(jì)有2個(gè)防喘振閥門，分別是三回一、三回二管線。

整個(gè)氨壓縮機(jī)的示意圖如圖1。

圖1

該機(jī)組的詳細(xì)參數(shù)如表1。

表1

2 事故經(jīng)過

某日，由于前工段氣化裝置出現(xiàn)兩臺氣化爐同時(shí)跳車，氨壓縮機(jī)中控主操，慌忙間將氨壓縮機(jī)拍停，沒有按照正常的程序逐步停車，在三回一、三回二防喘振閥們?nèi)克查g打開的情況下，氨壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速由11442r/m，經(jīng)過13s 的時(shí)間，降至389r/m，隨后，馬上又升到8000r/m，逐步降速到0，停機(jī)。經(jīng)過拆檢后發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)與高壓缸之間的聯(lián)軸器沒有損壞，高壓缸與低壓缸連接的聯(lián)軸器膜片變形嚴(yán)重，并且高壓缸與低壓缸之間聯(lián)軸器的兩端半聯(lián)軸器均與轉(zhuǎn)子的軸頭發(fā)生移位，磨損嚴(yán)重。轉(zhuǎn)速趨勢如圖2。

圖2

3 事故的原因分析

該事故發(fā)生后，我公司技術(shù)人員與壓縮機(jī)工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)人員共同對事故進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過對工藝管道系統(tǒng)認(rèn)真的分析后，一致認(rèn)為，發(fā)生該事故的原因與工藝管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷有直接關(guān)系。工藝流程圖如圖3。

圖3

現(xiàn)就事故原因進(jìn)行具體分析：

（1）該壓縮機(jī)組一段入口為負(fù)壓，壓力為-0.028MPa，三回一防喘振管線的直徑為DN100，過氣量較小，而一段入口管線的直徑為DN600，長度約200m，容積非常大。在設(shè)計(jì)的設(shè)想中，三回一防喘振閥門打開，進(jìn)入一段入口，達(dá)到防喘振的目的，但是，整個(gè)入口管道為負(fù)壓，容積又非常大，在三回一防喘振閥門瞬間打開后，氣體并沒有像設(shè)計(jì)的那樣回到一段入口，而是有限的氣體進(jìn)入DN600 的管道中，大部分氣體倒入脫硫脫碳裝置，并沒有達(dá)到防喘振的目的。

（2）機(jī)組跳車后，三回二的防喘振閥同時(shí)打開，由于一段入口沒有補(bǔ)充大量的氣體，造成一段出口壓力急劇下降，而二段入口的壓力變化不大，一段出口又沒有設(shè)計(jì)止回閥，就造成三回二的氣體、來自空氣及脫硫脫碳裝置的約10800Nm3的氣體，并沒有大量地進(jìn)入二段入口，而是倒入一段出口，這就對低壓缸形成了一個(gè)巨大的反作用力，造成了高壓缸與低壓缸之間的聯(lián)軸器膜片嚴(yán)重?fù)p壞，并且造成了高壓缸、低壓缸的半聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)子軸頭發(fā)生了磨損。聯(lián)軸器的膜片由于變形，聚集了巨大的儲存力，等降至389r/m 后，高壓缸與低壓缸的兩個(gè)力達(dá)到平衡，聯(lián)軸器膜片釋放儲存的力，帶動壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速又上升到8000r/m。

4 對工藝系統(tǒng)進(jìn)行的改造

我公司技術(shù)人員與壓縮機(jī)工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)人員對該事故原因的詳細(xì)分析后，針對工藝管道系統(tǒng)存在的設(shè)計(jì)缺陷，進(jìn)行了相關(guān)的改造。

（1）一段入口增加一臺DN600 的氣動切斷閥，一旦該壓縮機(jī)組發(fā)生跳車事故，該閥門立即進(jìn)行關(guān)閉，使一段入口的容積減小很多，在三回一防喘振閥門打開后，一段入口能夠迅速形成均壓平衡，使三回一的氣體全部回到一段入口。

（2）在低壓缸一段出口增加止回閥門，在三回二防喘振閥門打開的情況下，三回二的氣體、來自空分及脫硫脫碳的氣體不會倒入低壓缸一段出口，而是全部進(jìn)入高壓缸二段入口，防止低壓缸與高壓缸之間形成反作用力，造成轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn)及高壓缸與低壓缸之間的聯(lián)軸器損壞。改造后工藝系統(tǒng)如圖4。

圖4

5 結(jié)語

該壓縮機(jī)組經(jīng)過對一段入口增加氣動切斷閥以及一段出口增加止回閥的改造后，對該壓縮機(jī)組工藝系統(tǒng)改造后的效果進(jìn)行了事故跳車實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過試驗(yàn)，該氨壓縮機(jī)組在事故跳車后，轉(zhuǎn)子能夠按照設(shè)計(jì)的惰走曲線正常地停下來，沒有再發(fā)生倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，說明該次改造非常成功，保證了該壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。