趙勇群 陳啟雷 王小龍

(安徽泉盛化工有限公司安徽滁州233290)

6MD50氫氮壓縮機(jī)優(yōu)化改造總結(jié)

趙勇群 陳啟雷 王小龍

(安徽泉盛化工有限公司安徽滁州233290)

0 前言

合成氨生產(chǎn)裝置選用往復(fù)活塞式氫氮壓縮機(jī)，高、低壓機(jī)分開，高壓機(jī)運(yùn)行總體平穩(wěn)；6MD50型低壓機(jī)排氣量為471 m3/min(標(biāo)態(tài))。該低壓機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，主機(jī)部分零部件及輔助設(shè)備匹配不合理，工藝不配套，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來安全隱患，嚴(yán)重制約了裝置產(chǎn)能的提升。為了提高該低壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低生產(chǎn)成本、減少勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)合實(shí)際工況對(duì)其部分部件進(jìn)行改造。

1 6MD50型壓縮機(jī)存在的問題

(1)壓縮機(jī)氣閥使用周期短，一段使用周期 在50 d左右，二、三、四、五段使用周期在20 d左右，檢修頻繁；

(2)二段～五段活塞環(huán)使用周期短，特別是三、四、五段，使用周期僅30 d；

(3)低壓機(jī)二段連桿大頭瓦經(jīng)常出現(xiàn)連續(xù)燒瓦現(xiàn)象，1個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)2次；

(4)循環(huán)油泵原廠家配套是齒輪型式，與電機(jī)連接方式是尼龍齒形套，經(jīng)常因油泵故障或聯(lián)軸套損壞造成壓縮機(jī)停機(jī)；甚至因油泵聯(lián)軸套損壞造成全廠停車1次。

2 原因分析

(1)氣閥使用周期短。特別是夏季尤為明顯，由于壓縮機(jī)抽排氣量大、氣體溫度偏高，一段活門更換時(shí)閥座及閥片上附著大量的硫黃和煤焦油；二～五段活門進(jìn)氣溫度高，氣體中水分分離不盡，造成氣體帶水，打斷氣閥彈簧和閥片，嚴(yán)重影響打氣量。氣體溫度高的原因系循環(huán)水量小，水中菌藻類尸體黏泥吸附在壓縮機(jī)各段換熱器列管上，影響了氣體的換熱效果。

(2)活塞環(huán)使用周期短。壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于循環(huán)水量小造成每段氣缸的溫度高，加速了活塞環(huán)的磨損速率。檢修時(shí)，還發(fā)現(xiàn)氣缸內(nèi)有缺油現(xiàn)象，特別是二、四、五段比較嚴(yán)重，說明氣缸注油量不足。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)和支撐環(huán)偏磨嚴(yán)重，說明活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，活塞不能處在同一中心線上。

(3)2014年4月，出現(xiàn)2次連桿瓦燒瓦現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)二段連桿瓦供油不足，因連桿瓦油路流程與其他機(jī)型有區(qū)別，潤(rùn)滑油首先從“十字頭”上下滑道進(jìn)入，依次進(jìn)入“十字頭”、“十字頭”銷、連桿小頭瓦、連桿大頭瓦，由此可見，大頭瓦是潤(rùn)滑的最后環(huán)節(jié)。進(jìn)入大頭瓦的潤(rùn)滑油由“十字頭”銷中部的2只孔經(jīng)過，油量偏小，連桿大頭瓦與曲軸摩擦產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)帶走，是燒瓦的主要原因。

(4)循環(huán)油泵稀油站廠家選用齒輪油泵，設(shè)計(jì)使用壽命3～6個(gè)月。設(shè)備在運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)油泵部件磨損過大造成負(fù)荷增加，甚至油泵抱死。廠家采用尼龍齒形護(hù)套聯(lián)軸器，在油泵負(fù)荷增加時(shí)，為了保護(hù)電機(jī)，將較薄弱的尼龍齒形護(hù)套損壞，以保護(hù)油泵電機(jī)。

3 改造措施及效果

3.1 活門的改造

(1)該低壓機(jī)的一段活門閥座和閥片附著大量硫磺和煤焦油。解決方法：①?gòu)墓に嚿现纸鉀Q，開好脫硫靜電除焦器和洗滌塔；②壓縮機(jī)進(jìn)口增設(shè)溴化鋰?yán)鋮s器，在降低壓縮機(jī)一入進(jìn)氣溫度，充分冷卻分離一入氣體中的水含量的同時(shí)，又增加了壓縮機(jī)的吸氣量；③采用新技術(shù)，將一段氣閥改造成防污氣閥。

(2)該低壓機(jī)的二段至五段活門與一段都改為防污氣閥，閥片由鋼片改為PEEK工程塑料閥片。

以上該低壓機(jī)的改造于2014年6月完成，經(jīng)其運(yùn)行結(jié)果表明，活門使用周期明顯延長(zhǎng)，一段使用周期達(dá)7～8個(gè)月，二段至五段使用周期達(dá)3個(gè)月。每月節(jié)約維修費(fèi)用5萬多元，同時(shí)減少影響生產(chǎn)20臺(tái)時(shí)(6MD50型機(jī)，按1 h 1臺(tái)時(shí)計(jì))，合成氨產(chǎn)量增加200 t。

3.2 活塞環(huán)使用周期短的改造

(1)將該低壓機(jī)的一段至三段活塞環(huán)由聚四氟乙烯材質(zhì)改為PES增強(qiáng)型塑料。

(2)支撐環(huán)由設(shè)計(jì)托瓦型(活塞外圓的 1/3)改為整圓型，較大地降低了活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)在氣缸內(nèi)的跳動(dòng)偏磨。

(3)該低壓機(jī)的三段活塞原設(shè)計(jì)支撐環(huán)在活塞中間，將活塞加工改造，支撐環(huán)改到活塞兩端，即增加了活塞運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性，又對(duì)活塞環(huán)進(jìn)行了保護(hù)。

(4)將該低壓機(jī)的四、五段活塞環(huán)和支撐環(huán)由聚四氟乙烯材質(zhì)改為PEEK工程塑料，增強(qiáng)耐磨性。

(5)氣缸注油量偏少，特別是二、四、五段，有針對(duì)性地對(duì)氣缸進(jìn)行小改造，在氣缸在原注油孔的180°位置上增加一個(gè)注油點(diǎn)，注油量增加了1倍。

3.3 氣缸溫度高和排氣溫度高的再次改造

(1)氣缸夾套、填料冷卻水流速慢，回水溫度高(溫度達(dá)70 ℃)。解決方法：在氣缸、填料冷卻水管進(jìn)口增設(shè)管道泵，將循環(huán)水壓力由0.22 MPa提高至0.45 MPa，可將系統(tǒng)熱量及時(shí)帶走。

(2)氣體溫度高。解決方法：首先將三段、四段水冷器進(jìn)行改造，將三段水冷器換熱面積由原設(shè)計(jì)的95 m2擴(kuò)大至140 m2，四段水冷器換熱面積由78 m2擴(kuò)大至110 m2。2015年8月，三段、四段水冷器改造完成投用后，水冷后氣體溫度由45 ℃下降至27 ℃。

(3)循環(huán)水系統(tǒng)中菌藻黏泥不能充分分離，部分黏泥吸附在換熱器列管上。解決方法：將換熱器冷卻水配備反沖洗裝置，定期將冷卻器內(nèi)黏泥排出，泥水分離后循環(huán)水再回收到冷卻水系統(tǒng)。

經(jīng)過以上技術(shù)改造措施實(shí)施后，6MD50型低壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)周期較大地延長(zhǎng)，各段活塞環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期由原來的20 d 延長(zhǎng)至90 d。每月節(jié)約維修費(fèi)用8萬元，減少影響生產(chǎn)25 臺(tái)時(shí)，合成氨產(chǎn)量增加250 t。

3.4 低壓機(jī)二段連桿大頭瓦供油不足

對(duì)“十字頭”銷油孔進(jìn)行改造，將對(duì)稱2孔改為3孔等分的方式，增加連桿瓦的潤(rùn)滑油量；將潤(rùn)滑油壓力由0.35 MPa提升至0.5 MPa。

3.5 循環(huán)油泵使用周期短

選用了新型螺桿油泵，電機(jī)選用質(zhì)量過硬的熱繼電器保護(hù)，自2014年8月在4#機(jī)使用至今，運(yùn)行穩(wěn)定。

3.6 鋁鎂連桿瓦

曲軸頸光潔度不達(dá)標(biāo)和曲頸橢圓度超差值過大時(shí)使用鋁鎂連桿瓦，在曲軸的修復(fù)上起到良好的作用；但鋁鎂合金瓦材質(zhì)相對(duì)較硬，在設(shè)備運(yùn)行達(dá)2 200 h后要及時(shí)換成巴氏合金瓦，以免對(duì)曲軸造成過度磨損。

4 結(jié)論

新設(shè)備在初次試用時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)一些問題，積極與制造廠家進(jìn)行技術(shù)研究，采用走出去、請(qǐng)進(jìn)來的方式主動(dòng)向同行業(yè)學(xué)習(xí)新經(jīng)驗(yàn)、新方法。通過1年多的努力，4 臺(tái)新型低壓機(jī)存在的問題得到解決，保證了整個(gè)裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。年節(jié)約維修費(fèi)用150萬元，年減少影響生產(chǎn)540臺(tái)時(shí)，年多生產(chǎn)合成氨超過5 000 t，與2015年同期相比，可增加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2016- 08- 11)