李孟安 ,朱白欽 ,牛玉奇

(河南龍宇煤化工有限公司 ,河南永城 476600)

殼牌煤氣化裝置激冷氣壓縮機問題及對策

李孟安 ,朱白欽 ,牛玉奇

(河南龍宇煤化工有限公司 ,河南永城 476600)

結(jié)合本項目的激冷氣壓縮機,從壓縮機的選型、安裝調(diào)試及運行方面進行了全面的闡述,詳細分析了壓縮機從安裝到試車所發(fā)生的問題,并提出了解決措施,希望對類似裝置的壓縮機的安裝調(diào)試及運行有一定的借鑒意義。

激冷氣壓縮機 ;殼牌煤氣化 ;安裝 ;解決措施

激冷氣壓縮機在殼牌煤氣化裝置中屬于核心設(shè)備,殼牌煤氣化工藝在目前各類氣化工藝中冷煤氣效率最高,可以達到 83%。系統(tǒng)采用激冷流程,將粗煤氣溫度降至 900℃以下,而后利用換熱器回收高位熱能,副產(chǎn)過熱蒸汽,用以驅(qū)動甲醇的合成氣壓縮機。其激冷流程如下:在濕洗和干法除灰后,按溫度控制比例抽取粗煤氣,混合后的200℃煤氣,經(jīng)激冷氣壓縮機加壓后送至氣化爐激冷段,與從氣化反應(yīng)室出來的1500℃的高溫煤氣充分混合,將其溫度迅速激冷至 850～900℃。煤氣經(jīng)激冷后,氣相中的液態(tài)渣全部以干灰或固體顆粒存在,從而具備了進行間壁式換熱的條件。

1 激冷氣壓縮機機組的結(jié)構(gòu)形式

我公司激冷氣壓縮機采用德國西門子 (KK&K)設(shè)計制造的單級懸臂離心式機組,其型號為R39K63,由變頻調(diào)速電機驅(qū)動,主要由變頻調(diào)速電機、增速箱、軸承箱、壓縮機、潤滑油系統(tǒng)和干氣密封系統(tǒng)組成。壓縮機還設(shè)有軸振動、軸位移、超溫跳車聯(lián)鎖及防喘振系統(tǒng)。壓縮機徑向軸承采用可傾瓦軸承,四塊等距離地裝在軸上,能保持轉(zhuǎn)子運行穩(wěn)定,軸承瓦塊工作面上澆有巴氏合金。

2 機組主要性能參數(shù)

2.1 激冷氣壓縮機參數(shù) (見表1)

2.2 電機參數(shù) (見表2)

表1 激冷氣壓縮機參數(shù)

表2 電機參數(shù)

2.3 齒輪箱參數(shù) (見表3)

表3 齒輪箱參數(shù)

3 壓縮機組出現(xiàn)的問題及解決措施

3.1 設(shè)計安裝時出現(xiàn)的問題

在壓縮機安裝前檢查時,發(fā)現(xiàn)壓縮機隨機帶的進、出口膨脹節(jié)的規(guī)格型號和設(shè)計院提供的規(guī)格型號不符,隨機帶的是軸向型膨脹節(jié),伸長量無法限制,而設(shè)計院提供的設(shè)計為大拉桿型膨脹節(jié)或壓力平衡型膨脹節(jié)。經(jīng)與 KK&K公司技術(shù)人員確認協(xié)商,將出口膨脹節(jié)更換為大拉桿型膨脹節(jié),解決了該問題。

壓縮機在配管時,發(fā)現(xiàn)設(shè)備上沒有提供干氣密封系統(tǒng) 80℃冷氮氣一級密封取壓管口和 225℃熱氮氣取壓管口的連接管口。經(jīng)制造廠家技術(shù)人員確認協(xié)商,將兩個取壓管口合并為一個,并確定在壓縮機出口管道處加工取壓管口,作為連接管口。

3.2 調(diào)試及運行中出現(xiàn)的問題

3.2.1 油系統(tǒng)設(shè)計不合理的問題

在激冷氣壓縮機組油系統(tǒng)沖洗時,高位油箱注滿油后,油站油箱液位比最低液位低 100 mm,壓縮機組無法開車,而油泵停后從高位油箱回到油站油箱需要 8～9min,回油時間較長。

分析原因:高位油箱設(shè)計不合理,造成高位油箱儲油量過大。

采取的措施:對高進行改造處理,將油箱油量控制在 300 L左右,回油時間 6min左右。經(jīng)過對比討論,在高位油槽上動火,將管道的溢流口向下移動350 mm,解決了油系統(tǒng)設(shè)計不合理的問題。

3.2.2 壓縮機軸振動大的問題

壓縮機軸振動的跳車值最初設(shè)計為 88μm,調(diào)試期間,壓縮機軸振動較高,保持在 70～80μm,壓縮機廠家技術(shù)服務(wù)人員也不知原因何在,將壓縮機轉(zhuǎn)子送外廠做動平衡后仍未見效,后來為了開車,壓縮機廠家將振動的跳車值提高到 120μm,維持運行。經(jīng)過一段時間的運行,壓縮機振動越來越大,并且止推軸承溫度超過報警值,停車打開其軸承箱檢查,發(fā)現(xiàn)止推軸承磨損嚴(yán)重。技術(shù)人員對止推軸承受力面積進行計算,根據(jù)計算結(jié)果,分析原因是止推瓦塊受力面積設(shè)計較小,須增加止推瓦塊受力面積,于是將原來的8塊止推瓦塊增加到 12塊;改造后壓縮機振動大大降低,一般在 20～30μm,運行穩(wěn)定。引起壓縮機振動大的硬傷已解決,但隨著運行時間的延長,機組軸振值依然逐漸升高,達到 70～90 μm,而且還有上升趨勢,嚴(yán)重影響機組的正常運行。

分析原因:因壓縮機的氣源為 S1501和 C1601出口的粗煤氣,粗煤氣中含有一定灰分和水蒸氣,隨著運行時間的延長,一些有黏結(jié)性的細灰黏結(jié)在壓縮機的葉輪上,打破了葉輪的平衡,引起振動。

采取的措施:①開車時盡快提高壓縮機入口溫度至正常操作溫度;②正常運行時盡量控制壓縮機入口溫度高于 200℃,延緩葉輪積灰;③停車后不能立即停止壓縮機,而用干燥、潔凈的氮氣將管道中的粗煤氣置換干凈;④利用停車機會對壓縮機葉輪清灰,恢復(fù)葉輪的動平衡。

3.2.3 壓縮機入口過濾器易堵、壓差高和濾芯腐蝕嚴(yán)重的問題

激冷氣壓縮機入口管道原始設(shè)計安裝的是碳鋼管道,合成氣中 H2S對碳鋼的腐蝕嚴(yán)重,特別開停車時經(jīng)過壓縮機入口管道的氣體溫度較低,加劇了腐蝕的程度,產(chǎn)生了一定量的銹皮,隨著激冷氣壓縮機升速,激冷氣量增加,銹皮被吹掉,然后被帶到壓縮機入口過濾器處,致使從管道脫落的銹皮將過濾器濾孔堵塞,造成壓差升高。隨著壓縮機入口過濾器壓差增高,激冷氣量越來越小,氣化爐被迫降負荷運行,最終造成氣化裝置停車。

經(jīng)過分析,最好的解決措施是將激冷氣壓縮機入口前的碳鋼管道全部更換為材質(zhì)為CS內(nèi)襯Inconel8825的管道,由于材料到位需要一定的時間,目前采取的解決措施:①在壓縮機入口過濾器下部增加帶盲法蘭的直管段,氣流中的固體夾帶物經(jīng)濾網(wǎng)阻隔后,會落入盲管,有效緩解過濾器壓差上漲過快的趨勢。②原設(shè)計過濾芯為碳鋼材料,改造為鎳基合金 Inconel8825材質(zhì)。③增加壓縮機入口管線的伴熱,盡量提高合成氣的溫度,減少冷凝、降低腐蝕程度。目前,這三項改造已實施,并且有效地減緩了壓縮機入口管道的腐蝕速度,待壓縮機入口材質(zhì)更換后,可徹底解決此問題。

3.2.4 壓縮機入口閥門關(guān)閉造成壓縮機跳車

壓縮機在運行過程中,發(fā)生過因壓縮機入口閥門突然關(guān)閉造成壓縮機跳車,造成整個生產(chǎn)裝置停車的情況。

原因分析:生產(chǎn)現(xiàn)場轉(zhuǎn)動設(shè)備較多,現(xiàn)場有一定振動,振動導(dǎo)致壓縮機入口閥氣源管接口松動,閥門因氣源不足而關(guān)閉 (閥門設(shè)計上是氣關(guān)閥),入口閥關(guān)閉后壓縮機聯(lián)鎖停車。

解決措施:現(xiàn)場振動不可避免,因此保證閥門氣源管的施工質(zhì)量和定期檢查維護是防止氣源管脫開的有效措施,而且我們對閥門的氣源管進行了改造:將原來的不銹鋼材質(zhì)的氣源管換為金屬軟管,有較緩解了氣源管因振動而松落的危險。

4 總結(jié)

本文結(jié)合本項目的激冷氣壓縮機,從壓縮機的選型、安裝調(diào)試及運行方面進行了全面的敘述,詳細分析了壓縮機從安裝到試車所發(fā)生的問題,并提出了解決對策,這對類似裝置的壓縮機的安裝調(diào)試及運行有一定的借鑒意義。

TQ051.21

B

1003-3467(2010)16-00119-02

2010-07-12

李孟安 (1981-),男,從事機械設(shè)備管理工作,電話:13592376239。