重整增壓機組系統消振技術改造

陳興虎 李彥林 陶武軍 李雪梅

(中國石油慶陽石化公司，甘肅 慶陽 745002)

慶陽石化重整裝置增壓機組(K-202A/B/C)共設3套，兩開一備，互為備用。型號為2D80-138/2.1-23.4-1-BX，K-202A配置了HydroCOM氣量無級調節系統，可實現單機流量10%～100%無級調節，K-202B/C用氣動卸荷器(氣動卸荷)做氣量調節，可進行0%、50%、100% 三級調節。當K-202B與K-202C并聯運行時，可進行全流量的0%、25%、50%、75%、100% 五級調節。當K-202A與K-202B/C其中一臺并聯操作時，即HydroCOM投用，可實現全流量10%～100%無級調節。重整增壓機組工藝系統共用一臺入口分液罐、中間冷卻器和中間分液罐，機組一返一、二返二均為一套。

1 改造前運行狀況及原因分析①

重整增壓機組自2010年9月開工運行以來，先后由于振動過大造成一、二級進出口緩沖罐引壓線斷裂、機組缸套冷卻水斷裂迫使機組停車。

1.1 壓縮機振動檢測

筆者先后對3臺機組管道測量振動值如下：K-202A在50%負荷運行時，一級出口管道振動值為17.1、17.9 mm/s，且一級單向閥閥板出現不規則的敲擊；二級出口管道振動值為8.2、6.8mm/s。K-202B在100%負荷運行時，一級出口管道振動值為16.9、17.9mm/s；二級出口管道振動值為6.7、4.7mm/s。K-202C在50%負荷運行時，現場測得一級出口管道振動值為4.6、6.2mm/s，且一級單向閥閥板出現不規則的敲擊；二級出口管道振動值為6.7、4.7mm/s。數據顯示3臺壓縮機振動均過大。

1.2 壓縮機振動過大原因分析

K-202A/B/C，入口分液罐容積為7.5m3，按最大工況運行，在進口壓力狀態下，氫氣流量為253.3m3/min，氫氣在入口分液罐D-202內的停留時間約為1.78s；經一級壓縮后，二級進口壓力狀態下，氫氣流量為84.4m3/min，氫氣在中間分液罐D-203內的停留時間約為1.97s，介質由于停留時間短而造成氣液來不及分離，導致壓縮機帶液，壓縮機一旦帶液，就會造成管線振動增大，更為嚴重的是存在安全隱患、損壞機組；3臺增壓機共用一臺中間冷卻器E-202，若冷卻器內漏，則壓縮機無法運行，重整再接觸系統迫使停運。

增壓機進出口管道均為二層平臺以上，通過混凝土支撐和鋼結構支撐固定，由于施工時部分支撐無法從地平面生根，直接固定在二層鋼平臺上，最終造成管道與鋼平臺共振。

增壓機一、二級出口緩沖罐無法消除氣流脈動造成的共振，檢測結果顯示，出口緩沖罐與氣流脈動造成5～6倍頻率的共振現象。

上述問題是影響催化重整裝置安全生產、長周期運行的因素，為保證機組安全、正常運行，確保催化重整裝置平穩、長周期生產，對3臺氫增壓機進行消振技術改造十分必要。

2 技術改造實施內容

2.1 改造方案

將原一、二級進口管道軸向進入入口緩沖罐改為切向進入緩沖罐，一、二級出口從消振裝置引至地面固定后引至管架，重新設計管道走向和支撐方案，同時加固一、二級入口緩沖罐支撐強度；取消原一、二級出口緩沖罐，更換為脈動氣流消振裝置，一、二級出口管線引至地面固定后引至管架，重新設計管道走向和支撐方案；將一級入口分液罐容積放大，考慮D-201己進行氣液分離，壓縮機按兩開一備考慮氣體流量計算，容積由7.50m3變為10.00m3，容積增大2.50m3，入口分液罐規格為φ1800mm×3300mm×10mm，罐體所有接管尺寸不變，液位計相對尺寸不變；將中間分液罐容積放大，按介質停留時間6s計算，估算容積直徑為1.5m，高度為2.2m，容積由原2.77m3變為4.86m3，中間分液罐規格為φ1500mm×2300mm×10mm，容積約5m3，罐體所有接管尺寸不變，液位計相對尺寸不變；增加級間冷卻器，冷卻器型號為BES1000-0.76/0.95-270-6/25-4Ⅰ，兩臺冷卻器并聯設置，可實現在壓縮機不停機情況下對冷卻器進行檢修、清洗；為確保K-202B/C在50%工況下減軟填料的負擔，將50%工況氣缸內側工作改為氣缸外側工作；將壓縮機一、二出口氣流動脈動消振裝置支撐斷開，采用5mm橡膠墊將硬支撐改為受壓力可收縮的支撐結構。

2.2 改造所采用的新技術

本次改造采用的專利技術為脈動氣流消振裝置，應用該設備能從根本上解決壓縮機的振動問題。通過設備的特定流動結構，有效耗散脈動氣流動能，使其轉變為有效靜壓能；有效控制壓力波，從而消減壓縮氣流的脈動成分，變脈動氣流為平穩氣流，達到消減激振力的目的。另外，脈動氣流消振裝置改變管系及其附屬設備內氣路的聲波傳遞特性，降低聲波強度和噪音，從而明顯降低了壓縮機的機械噪聲和氣動噪聲。

3 改造后達到的效果及產生的效益

3.1 改造后達到的效果

增加脈動氣流消振裝置后，消除了機組產生的脈動氣流，減小管道脈沖振動，管道重新設計布置，進一步減小因脈動氣流沖擊造成的管道振動，使其振動值大部分在4.5mm/s以內；增大一、二級進氣緩沖罐體積，可延長工藝介質在緩沖罐滯留時間、進一步提高工藝介質中液體的分離效果，減少壓縮機組一、二級進氣帶液現象，確保機組安全運行；增加一臺級間冷卻器后使3臺增壓機級間冷卻器達到一開一備狀態，若其中一臺發生內漏，可在壓縮機不停機的狀態下對其進行檢修；50%工況氣缸內側工作改為氣缸外側工作，有效減輕了填料的工作負荷，延長填料的運行壽命；壓縮機一、二出口氣流動脈動消振裝置硬支撐改為受壓力可收縮的支撐結構，避免活塞與缸體不平行造成活塞環磨損，延長了活塞環、支撐環的運行壽命。

3.2 產生的經濟效益及社會效益

通過應用壓縮機脈動氣流消振裝置、對壓縮機出入口管道方位重新設計布置、增大一、二級進氣緩沖罐體積以及增加級間冷卻器等技術改造，從設備特性和工藝機理上逐級消除了引起壓縮機振動的因素，振動值降至4.5mm/s以內，從根源上治理了機組管系振動帶來的安全隱患，確保機組安全、正常運行，為催化重整裝置長周期平穩運行提供了保障。脈動氣流消振裝置還改變管系及其附屬設備內氣路的聲波傳遞特性，降低聲波強度、降低噪音，從而明顯降低了壓縮機的機械噪聲和氣動噪聲，保證了機組的安全運行，同時改善了操作維護人員的工作環境。該項目自2012年6月成功實施至今，3臺增壓機維修次數同比2011年減少兩次、節約備件費用117.714萬元，精簡保運人員3名、年節約費用61.2萬元，有可觀的經濟效益和一定的社會效益。

4 結束語

通過應用壓縮機脈動氣流消振裝置、對壓縮機出入口管道方位重新設計布置、增大一、二級進氣緩沖罐體積、增加級間冷卻器等技術改造，從設備特性和工藝機理上逐級消除了引起壓縮機振動的因素，從根源上治理了機組管系振動帶來的安全隱患，確保機組安全、正常運行，為催化重整裝置長周期平穩運行提供了保障，有很好的經濟效益和社會效益。