煤制甲醇用壓縮機的常見故障及維護對策

陳瑞善（甘肅華亭煤電股份有限公司煤制甲醇分公司 甘肅 平?jīng)?744100）

我國多煤少油，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)有重要的戰(zhàn)略意義。甲醇是一種重要的化工原料和有機溶劑，近年煤制甲醇行業(yè)得到了巨大發(fā)展[1]。華亭中煦公司60萬噸/年煤制甲醇項目，是甘肅省重點建設項目之一。以煤為原料生產(chǎn)甲醇的工藝過程包括空氣分離、煤氣化、變換、合成氣凈化、甲醇合成及精餾等工藝單元，其中很多工段都會用到壓縮機。本文結(jié)合生產(chǎn)過程中的壓縮機檢修實踐，就其常見故障進行分析，探索更好的維護對策。

一、煤制甲醇裝置中的壓縮機

煤制甲醇裝置中多處會用到壓縮機，本文主要探討空分裝置中的空壓機、增壓機；甲醇合成工段的合成氣壓縮機；低溫甲醇洗工藝中氨制冷壓縮機等幾種壓縮機。

1.空分裝置壓縮機

空分裝置中的壓縮機組由空氣壓縮機和增壓機組成，我廠機組采用DMCL1204+2MCL1203型空氣壓縮機，其軸功率為19300kw，工作轉(zhuǎn)速為4618rpm，流量為216200Nm3/h，進口壓力0.0855MPa，出口壓力0.535MPa。增壓機采用3BCL457型，其軸功率為11950kw，工作轉(zhuǎn)速為11936rpm，流量為118200Nm3/h。該離心式壓縮機組技術(shù)要求是：形式：水平剖分+水平剖分+汽輪機+增速箱+垂直剖分離心壓縮機；驅(qū)動機形式：抽凝式汽輪機；轉(zhuǎn)速變化范圍：75～105%的工作轉(zhuǎn)速。

2.合成氣壓縮機

合成氣壓縮機是將凈化來的新鮮補充氣和氫回收來的氫氣經(jīng)過壓縮提壓后再與循環(huán)段來的循環(huán)氣缸內(nèi)混合后達到設計壓力，送入合成塔反應，主要起升壓循環(huán)作用，提高產(chǎn)率。合成氣壓縮機采用3BCL408型離心式壓縮機。該設備為單缸二段8級離心壓縮機，新鮮氣與循環(huán)氣分別在一段和二段進行壓縮后進入合成圈，在缸內(nèi)混合。新鮮氣由第一段進行壓縮；循環(huán)氣在第二段進行壓縮。

3.氨制冷壓縮機

在甲醇洗單元，甲醇的低溫環(huán)境由制冷裝置來完成。氨制冷壓縮機采用MCL607+2MCL607型離心壓縮機組，轉(zhuǎn)速8975rpm，低壓缸1904kw，高壓缸2361kw。

二、壓縮機常見故障和處理措施

1.壓縮機喘振

壓縮機喘振是由于周期性的氣流脈動，機組產(chǎn)生強烈振動的現(xiàn)象。壓縮機喘振時，各段振動值、位移明顯上升，進口壓力、出口壓力、入口流量及機組轉(zhuǎn)速出現(xiàn)大幅度波動的現(xiàn)象。其產(chǎn)生原因可能是：①防喘裕度設定不足，②吸入流量過低，③壓縮機出口壓力過高，④工況變化時放空閥或回流閥未及時打開，⑤防喘振裝置未投自動或者失準、失靈 ，⑥防喘整定值不準，⑦升速、升壓過快，⑧降速未先降壓，⑨氣體性質(zhì)或狀態(tài)改變引起壓縮機部件損壞脫落，⑩出口止逆閥不靈。

處理措施有：①先測定好各種工況下的最佳防喘裕度，并根據(jù)工況的變化及時調(diào)整，②檢查是否存在進氣閥門開度不夠、閥芯太臟或結(jié)冰、入口氣源減少或切斷等情況，根據(jù)檢查情況及時處理，③查看出口止逆閥失靈或不嚴、壓縮機減速或停機時氣體未放空或回流，④根據(jù)工況需要及時打開防喘振的放空或回流閥門，⑤設備運行時防喘振裝置應投自動，如發(fā)現(xiàn)防喘振裝置有失靈、失準或卡澀、動作不靈應及時解決，⑥嚴格整定防喘數(shù)值，并定期試驗，發(fā)現(xiàn)數(shù)值不準及時校正，⑦工況需要升速、升壓時，要交替進行，緩慢、平穩(wěn)變化，⑧降速之前應先降壓，⑨當氣體性質(zhì)或狀態(tài)改變時，應換算特性線，根據(jù)新的特性線整定防喘振值及相關(guān)參數(shù)⑩止逆閥應保持動作靈活、可靠，以免氣體倒灌。

2.壓縮機漏氣

引起壓縮機漏氣的原因可能有：①氣體夾雜物的沉積，②密封系統(tǒng)受到腐蝕，③O形密封環(huán)不良，④氣缸或管接頭漏氣 ，⑤密封膠失效，⑥運轉(zhuǎn)不正常等情況。

在設備運行時，應經(jīng)常檢查及時排除引發(fā)漏氣的情況。①保持氣體純潔，如有沉積物時應盡早清除，②做好壓縮機的防腐措施，③定期檢查各O形環(huán)，如發(fā)現(xiàn)不良和老化應更換 ，④檢查氣缸接合面和各法蘭接頭，發(fā)現(xiàn)漏氣及時采取措施，⑤的密封膠及填料，發(fā)現(xiàn)失效應更換，⑥檢查運轉(zhuǎn)操作指標是否正確，檢查壓縮機運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不正常及時解決。

3.壓縮機流量和排出壓力不足

出現(xiàn)壓縮機流量或壓力不足的原因可能有：①通流量設定不當，②壓縮機逆轉(zhuǎn)，③吸氣壓力過低，④分子量與規(guī)定不符，⑤轉(zhuǎn)速低，⑥循環(huán)量太大等情況。

應根據(jù)可能原因采取相應的措施：①檢查排氣壓力與流量是否符合特性曲線，②檢查旋轉(zhuǎn)方向是否與壓縮機殼上的箭頭方向一致，③檢查入口過濾器，④測定氣體實際分子量是否比規(guī)定數(shù)值小⑤檢查壓縮機運行轉(zhuǎn)速，與說明書對照；如轉(zhuǎn)速確實低，應提升原動機轉(zhuǎn)速 ⑥檢查循環(huán)氣閥開度是否過大。

4.壓縮機葉輪破損

造成葉輪破損的可能性有：①工作條件惡劣，②負荷過大，機械強度降低 ③異常振動，動、靜部分碰撞，④壓縮機中落入夾雜物

對應破損原因選擇相應的處理措施：①檢查壓縮機的工作條件是否符合設計要求，②禁止嚴重超負荷或超速運行，③不能振值過大強行運轉(zhuǎn)，異常振動需及時消除，④經(jīng)常檢查進口過濾器是否損壞，夾雜物進入壓縮機。

5.其他故障

壓縮機及其配套的動力和潤滑裝置，還可能出現(xiàn)如：軸振動高，軸位移大，軸承溫度高，透平真空下降，潤滑油泵出口壓力低，熱井液位高等，這些故障。應該定期檢查，查找出原因及時采取相應的措施。

三、日常維護對策

1.提高設備操作和檢修人員的技術(shù)水平

應加強對設備操作和檢修人員的培訓，使每個人都熟練掌握煤制甲醇的生產(chǎn)流程和壓縮機運行特點。在日常工作中，要多積累經(jīng)驗，熟悉每種工況下，壓縮機可能發(fā)生的故障及處理措施。壓縮機運行出現(xiàn)問題時，能夠及時采取恰當?shù)拇胧┨幚恚瑢⒐收系奈：档阶畹统潭取?/p>

2.加強對壓縮機運行狀態(tài)的監(jiān)測

對壓縮機實行趨勢管理和預知維修，應利用D C S以及便攜式測溫儀和測振儀監(jiān)測軸位移、軸振動、溫度、輸出功率等數(shù)據(jù)，掌握機組運行態(tài)勢，作出趨勢判斷，并作好相應記錄[2]；對機身振動保安設施、活塞桿位移監(jiān)測設施、運行狀態(tài)檢測設施等要定期檢查，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)分析設備運行是否良好，及時發(fā)現(xiàn)隱患并排除；加強大型動設備的投運、切換管理，投運、切換前要做好油、水、電、氣、控制等配套系統(tǒng)及相關(guān)設備的檢查，保證各設備協(xié)調(diào)運行。

3.加強技術(shù)改進，提高壓縮機的技術(shù)性能

在煤制甲醇設備維護過程中，對發(fā)生的故障進行科學分析，并進行技術(shù)改造以提高壓縮機性能，減少故障的發(fā)生。例如，聯(lián)合壓縮機出現(xiàn)工藝管線振動超標情況，通過對其振動脈動分析，采取加固工藝管線支撐、加裝節(jié)流孔板的措施消除；通過對合成二級氣缸異常聲響分析，確定是因為活塞支撐環(huán)引起的，而后采用新材料和新結(jié)構(gòu)的活塞支撐環(huán)，有效提升了壓縮機的性能。

4.加強對壓縮機檢修的管理工作

對于壓縮機的日常十字作業(yè)和維護檢修工作，要制定完善管理制度、檢修記錄和驗收交接記錄，形成一套科學的規(guī)章制度，并嚴格執(zhí)行。包括安全預案、檢修計劃任務書、檢修作業(yè)指導書、檢修方案、各種作業(yè)票的辦理、審批手續(xù)、驗收程序、監(jiān)督檢查等所有程序都達到了制度化、規(guī)范化、程序化[3]。通過組織好前期準備工作，監(jiān)督好施工作業(yè)過程，使維護檢修過程按照規(guī)范要求進行，最后把好質(zhì)量驗收關(guān)，使資料齊全，檢修質(zhì)量達到技術(shù)規(guī)范要求，才準予交接，從而提高檢修質(zhì)量。

結(jié)束語

壓縮機工段是為其他工段服務的，在煤制甲醇工藝流程中有著舉足輕重的地位。加強對壓縮機的運行監(jiān)控和日常維護，及時發(fā)現(xiàn)隱患并采取適當措施消除，能夠有效降低整體設備停車的風險，從而減少經(jīng)濟損失，保障生產(chǎn)的平穩(wěn)運行。

[1]肖珍平.大型煤制甲醇工藝技術(shù)研究[D].上海：華東理工大學，2012.

[2]段永鋼，卓強，李文英，等.十萬噸甲醇生產(chǎn)廠壓縮機組故障及其對策[J].天然氣技術(shù)，2008(3):56-58.

[3]鄒軍裝，尚小華.加強甲醇大型設備綜合管理提高生產(chǎn)設備保障水平[J].壓縮機技術(shù)，2008(2):44-46.