氣聚車間CO2壓縮機故障過程及分析

單建明 徐峰 劉友恩(河南省濮陽市中原油田石油化工總廠)

中原油田石油化工總廠氣聚車間二氧化碳裝置， 以催化裂化裝置來的煙道氣為原料，以一乙醇胺為吸收劑，吸收煙氣中的二氧化碳，生產出合格的二氧化碳產品，設計規模年生產2 萬噸液態二氧化碳。

CO2 壓縮機前后工藝流程：

從催化裂化裝置的余熱鍋爐產生的煙道氣經過洗滌， 洗去煙氣中的灰塵并降溫。 經洗滌冷卻后，煙氣由180℃降至35℃。

洗滌冷卻后的煙道氣自洗滌塔上部下來進入鼓風機， 經加壓至7236Pa 后，進入吸收塔下部，同自上而下的一乙醇胺溶液在填料表面進行充分的傳熱傳質。 一乙醇胺溶液吸收煙氣中CO2 氣體后成為富液， 剩余氣體組分在吸收塔上部經洗滌液洗滌、除沫后放空。

從吸收塔底出來的富一乙醇胺溶液經富液泵加壓后進入貧－富液換熱器，換熱升溫至58℃，進入再生氣冷卻器，與再生塔頂部來的再生氣換熱，溫度升至約72℃，再進入貧－富液換熱器（板式換熱器）同貧液換熱，溫度升至96℃，最后進入再生塔上部，與自塔底逆流而上的再生氣在填料表面進行傳熱傳質，溶液中的CO2 被氣提出來。 夾帶大量水蒸汽的CO2 氣由塔頂引出，進入再生冷凝器與富液換熱后降溫至78℃，再進入CO2 水冷卻器冷卻至40℃， 最后經CO2 分離器除掉冷卻液與雜質后，0.04MPa、35℃的CO2 氣體送往CO2 壓縮機C1201 一級進口，經一級壓縮后（一級出口的壓力為0.26MPa，溫度160℃），再進入壓縮機二段, 二段出口分離器出來的CO2 氣體(壓力0.8MPa，溫度≤40℃) 再進入三段壓縮。 經三級壓縮后，CO2 氣體壓力達2.4MPa，溫度≤40℃。 然后進入脫硫塔，將氣體夾帶的硫化物除去，再進入干燥塔脫水，后經殺菌過濾器、除味過濾器、滅菌過濾器，最后進入CO2 液化器。 氣體在液化器內被氨冷凝為液體，最終獲得純度CO2（W%）≥99.9%（液體）、∑S≤0.1PPM 的CO2 產品。

一、 故障經過

氣聚車間CO2 壓縮機型號為VW25/24，設備編號C1201，介質為CO2,額定流量25Nm3/min，入口壓力0.01MPa，出口壓力2.4MPa，原動機型號YKK500－12，功率250KW，轉速490n/min。

七月十五日（上周五）上午9 時左右，壓縮機在所有吸、排氣閥未裝前進行試機（目的是排出機體內的臟物）。 運行時一級缸聲音異常，疑似撞缸的聲音，及時停機。 機修進行檢查后開始安裝吸氣閥、排氣閥。

下午3：10 左右，操作工對CO2 壓縮機試運行，一是壓縮機盤車比較困難； 二是一級缸運行聲音較大。 壓縮機沒有憋壓運行。

下午5：00 脫碳正常，準備并壓縮機。 5∶10 正常開機，開機后一級缸運行聲音較大，在三級排氣壓力到1.4MPa 時，二級排氣壓力上升到1.2MPa，二排安全閥起跳。 停機后聯系機修，機修檢查更換二級排氣閥2 個。 再次開機運行，一、二、三級壓力正常，但一級吸氣閥一個閥溫度上升到83 度，當即停機，由機修更換該閥。 晚20：20 分左右CO2 壓縮機開起來，除機體振動比較大、一級缸聲音比較大外，其它正常。

16 日早晨3 時20 分左右， 崗位操作工在正常巡檢中聽見CO2 壓縮機運行聲音特別刺耳，當即作出緊急停機處理。 停機后電話報告總廠調度及車間值班人員。

8∶30 分經機修人員到現場對壓縮機解體， 壓縮機解體后發現一、二、三級缸缸體，十字頭及十字頭滑道、連桿、曲軸、活塞等以上部件都發生斷裂和變形。

二、二氧化碳壓縮機故障前的生產工藝分析

針對此次出現的二氧化碳壓縮機故障， 我們對壓縮機出現故障前的一小時的操作情況進行了檢查，發現再生塔操作平穩，無沖塔現象發生。 其中，再生塔溫度控制正常，塔底溫度保持在109－112℃、 塔頂溫度保持在91－92℃、 塔底液位保持在150－400mm（15－35%）、壓縮機入口分液灌液位保持在300mm（37%）。

通過以上操作參數，可以看出：再生塔操作平穩，無沖塔現象發生，此次壓縮機損壞，可以排除二氧化碳氣體帶液損壞壓縮機的可能。可能造成此次事故的原因，一是CO2 壓縮機長期一直振動超標運行， 疲勞損壞； 二是在此次檢修裝配過程中存在缺陷。

三、針對此次故障我們的反思

1、在CO2 壓縮機一級缸運行聲音較以往大的情況下，沒能堅持讓機修重新檢修。

2、在CO2 壓縮機大修后，運行狀態監測未能跟上，未能及時發現此次故障苗頭，而造成此次大的設備故障。

四、針對此次壓縮機故障及以往的運行情況，為實現壓縮機長周期運行，特提出如下建議：

1、目前，再生塔頂壓力調節閥（TIC1108）流通面積大于實際氣體流量，造成該調節閥無法平穩調節再生塔壓力，其對壓縮機的平穩運行及再生塔重沸器形成嚴重威脅。 現采取對調節閥上游閥限量及實行調節閥手動控制的操作方法， 以控制再生塔壓力及進入壓縮機的平穩氣量。 建議對該調節閥進行換型改造。

2、鑒于再生塔有可能沖塔而出現一乙醇胺溶液帶入壓縮機而出現的液擊損壞壓縮機的安全隱患， 建議增設壓縮機入口分液灌高液位聯鎖保護壓縮機運行的自動保護機構。

3、建議對壓縮機各級壓力等參數實現數據遠傳至PLC 操作畫面，利于壓縮機運行維護。

4、由于運行設備距操作室較遠，一旦壓縮機有異響，很難第一時間處理，建議實現聲音報警。

5、對CO2 壓縮機等大型設備，在每次檢修后，是否由總廠職能部門組織相關單位進行驗收， 經各方確認無問題簽字后投入運行。

五、針對此次事故，我們應吸取的經驗和教訓

1、切實做好設備檢修后驗收工作，不符合完好標準不投入運行。

2、對大檢修后運行設備，在初期實行24 小時現場監護，有問題及時判斷及時處理。

3、進一步落實設備各項管理制度，對關鍵設備的運行每天進行狀態監測，建立設備運行監測臺賬。

4、對壓縮機操作工進行定期培訓，增強運行維護和故障判斷能力。