聚丙烯PK-501液環壓縮機性能提升改造

彭公平，付 剛，任志田，董曉慶，于萬鵬

（中國石油大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶163714）

聚丙烯PK-501液環壓縮機性能提升改造

彭公平，付 剛，任志田，董曉慶，于萬鵬

（中國石油大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶163714）

某石化公司的聚丙烯裝置PK-501液環壓縮機性能達不到設計要求，無法滿足工藝彈性操作需要。經過技術調研及論證后，決定采用刷涂SIC耐磨陶瓷冷修復技術，將該裝置液環壓縮機PK-501葉輪與腔板配合間隙縮小。PK-501液環壓縮機維修改進后，提升了該設備性能且工藝操作彈性增大，延長了該裝置運行周期。

聚丙烯；液環壓縮機；腔板；葉輪；間隙

某石化公司聚丙烯裝置原配套液環壓縮機PK-501為該裝置尾氣回收系統設備，其作用是通過對從汽蒸罐D-501頂部排出進入尾氣洗滌塔T-501洗滌的尾氣進行壓縮，將尾氣壓力升高至0.38～0.40 MPa，再通過集氣管線送回到乙烯裝置精煉，再送回該裝置參與生產反應，以達到尾氣回收的目的［1］。其中控制回路PIC501負責對汽蒸罐D-501進行壓力控制調節，系統壓力升高時，壓力控制閥PV501打開，尾氣氣體排放到火炬系統燃燒。控制回路PIC511通過調節壓力控制閥PV511，實現對液環壓縮機PK-501入口壓力控制調節。

1 壓縮機使用現況及存在問題

該液環壓縮機PK-501于1998年5月設計安裝并投用，該設備設計能力為350 kg/h；設備入口和出口壓力分別為0.02 MPa和0.38～0.40 MPa；級數：2級。該設備隨裝置投用后，該聚丙烯裝置在生產T38F和T30S兩種牌號的聚丙烯產品時，尾氣回收系統汽蒸罐D501的壓力控制閥PV501間或有10%左右的開度，部分裝置產生的尾氣進入低壓排放系統即火炬系統進行燃燒，沒有得到充分回收利用，因此裝置設計投用的液環壓縮機PK-501不能滿足裝置所有牌號的產品在生產時產生尾氣回收的需要。雖經歷年設備修理及尾氣回收系統管線處理，該液環壓縮機性能仍未有所提高，成為裝置生產運行的“瓶頸”問題，且在2016年8月下旬開始，該液環壓縮機性能逐漸降低，壓力控制閥PV501開度最高達到30%左右，技術人員通過查看裝置DCS流量計顯示并計算，該設備回收裝置尾氣僅為300 kg/h左右，有近50 kg/h的尾氣（主要成分為90%左右的丙烯和10%左右的丙烷）排入火炬系統白白燃燒浪費掉了，不但造成了極大浪費，且污染環境［2］。

2 壓縮能力低原因分析

造成配合間隙過大的原因主要有5個方面［3］。

（1）定位軸承失效，設備軸向竄量增加，造成設備葉輪與出入口腔板部件機械磨損；（2）介質流體沖刷腐蝕；（3）電化學腐蝕；（4）設備裝配時分布竄量不合理，造成設備葉輪與出入口腔板部件機械磨損；（5）在裝置設計設備選型時也沒有綜合考慮裝置所有產品在不同藥劑情況下的生產需要，350 kg/h的設計能力能滿足一般產品及藥劑生產時尾氣量回收的需要，工藝稍有變化則不能滿足裝置尾氣回收的需要，且工藝操作彈性?。?］。

由于2016年檢修該設備時未對設備進行全面清洗，僅簡單清理了設備結垢，發現腔板有磨損，檢修后發現該設備軸向竄量增大至1.2 mm。初步判斷設備葉輪與出入口腔板機械磨損。因該設備運行多年，介質流體沖刷與電化學腐蝕現象也會影響設備葉輪與腔板的密封性能。

3 壓縮機檢修方案

在考慮恢復并提升該液環壓縮機性能的前提下，對該設備制定了修復處理方案。在不變形的前提下對磨損部件進行修理和修補；更換一、二級葉輪；更換一、二級葉輪之間填料密封，修磨間隔套，改善一、二級工作腔內氣體密封效果。

（1）通過對該設備出入口腔板的材質進行光譜分析，在保證出入口腔板不變形的前提下，確定對一級葉輪出入口側腔板采用SIC陶瓷冷修復技術進行修補。該修補技術優點在于修復時不產生熱量，保證了腔板不會變形，確保安裝尺寸。修復后表面硬度較高，耐腐蝕及耐磨性較好，同時修復時間短，滿足裝置檢修時間需要。采用該技術對一級葉輪出口側腔板磨損處恢復至原始尺寸，考慮到此次檢修要提高該設備性能，需要進一步減少設備內部漏量，通過增加入口側腔板與葉輪配合面高度，減小一級葉輪與出入口腔板配合間隙至0.50 mm（該設備原設計配合間隙為0.65 mm），進一步降低設備內部氣體泄漏量。

通過修復，預計該設備性能將提升30%左右，結合該設備原運行電流為130 A，預計該設備修復后設備運行電流最高不超過169 A，該設備電機額定電流為180 A，該修復方案可行。

一級葉輪出入口腔體修復后，對出入口腔板修補處進行研磨，保證修復處的平面度不低于0.03 mm，并校正研磨面和軸線的垂直度不低于0.03 mm，保證裝配尺寸無問題。一級葉輪和出入口腔板裝配后，配合間隙減小對尾氣在設備內部泄漏量起到進一步限流作用，對提高壓縮效率起到決定性作用。

（2）制定科學的垂直安裝裝配程序，采用逐級定位測量法，具體措施如下先把軸、軸套及出、入口端徑向軸承、一、二級葉輪、葉輪間隔套，一級葉輪出口及二級葉輪入口腔板安裝在上。制作專用夾具，夾緊腔板，用百分表測量葉輪之間軸向竄量，通過調整軸2端鎖緊背帽以便對其間隙進行測量和調整。滿足要求后將一級葉輪入口腔板及二級葉輪出口腔板安裝完后，水平放置壓縮機，再次測量軸竄量為0.50 mm，達到預定檢修要求。安裝設備兩端機械密封，安裝定位軸承，分配好設備竄量后，固定鎖緊定位軸承。通過盤車檢查整臺設備盤車靈活，無刮擦和卡澀現象［5］。

4 結束語

液環壓縮機性能提高的主要方法是降低設備內部漏量，通過減小葉輪與腔板配合間隙予以實現，提升了該設備性能，增加了工藝操作彈性范圍。但隨著該設備運轉時間增長，檢查介質的沖刷和化學腐蝕量的頻率應增加，避免設備部件磨損，降低設備性能。

［1］孫閣.撫順乙烯聚丙烯裝置液環壓縮機修理改進［M］.吉林：吉林電子出版社，2003：490-496.

［2］胡定安.石油化工設備維護檢修規程［M］.北京：中國石化出版社，1992：19-23.

［3］趙福瑞，劉德貴，崔麗，等.乙烯裝置壓縮機更新改造［J］.設備管理與維修，2013（2）：105-106.

［4］李毅，張健，馬鵬飛.乙烯裝置裂解氣壓縮機改造［J］.石油化工設備，2011（2）：79-82.

［5］嚴建華，孔建強，陳金銓，等.大型乙烯裝置裂解氣壓縮機用汽輪機的研究開發設計［J］.汽輪機技術，2002，44（1）：11-12.

Performance improvement modification of PK-501 liquid ring compressor for polypropylene

Peng Gongping，Fu Gang，Ren Zhitian，Dong Xiaoqing，Yu Wanpeng
（No.3 Chemical Plant of PetroChina Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The performance of the PK-501 liquid ring compressor in the polypropylene plant of a petrochemical company could not reach the design requirement and flexible operation requirement of process.After technical investigation and demonstration,it was decided to use cold recovery technique by paining SIC anti-friction ceramics and make smaller the fit clearance of impeller and cavity plate of the liquid ring compressor PK-501.After maintenance and improvement of the liquid ring compressor PK-501,the equipment performance was promoted,the process operation flexibility was increased,and the operation cycle of the plant was extended.

polypropylene;liquid ring compressor;cavity plate;impeller;clearance

TQ325.14

B

1671-4962（2017）05-0052-02

2017-05-04

彭公平，男，工程師，2003年畢業于齊齊哈爾大學過程裝備與控制工程專業，現從事設備維修管理工作。