保障循環氫壓縮機安全平穩運行

文/石芝鋒

保障循環氫壓縮機安全平穩運行

文/石芝鋒

循環氫壓縮機排氣量降低故障的原因分析及解決措施——針對我司13萬t/a非芳烴溶劑油裝置循環氫壓縮機機組在生產運行期間出現的排氣量降低故障，結合檢修情況，探討循環氫機壓縮機排氣量降低的原因，并針對性地提出切實有效的處理措施，確保了機組的安全生產運行，為裝置的長周期運行提供了有力的保障。

在加氫精制裝置中，循環氫壓縮機是加氫裝置的核心設備，其長周期、安全和平穩運行，是裝置長周期安全生產運行的關鍵。在加氫精制裝置中，往復式氫壓機的作用主要為加氫精制反應系統補氫增壓，保障原料氫循環使用。我司13萬t/a非芳烴溶劑油裝置循環氫壓縮機C-1002A/B機組為固定水冷式、一級、對稱平衡型無油潤滑往復活塞式壓縮機，其作用是為柴油加氫裝置反應系統輸送原料氫氣及原料氫循環，系統補氫增壓。自2016年3月15日投入生產以來，循環氫壓縮機C-1002A/B相繼出現了排氣量降低的問題，滿足不了生產需要，嚴重影響裝置的長周期和安全生產運行。

結合循環氫壓縮機C-1002A/B出現的排氣量降低故障案例，我司針對性地分析機組故障原因，并提出有效的解決措施，對今后機組故障處理和機組管理有著非常重要的指導意義。同時循環氫壓縮機的安全、平穩和長周期運行是非常重要的，對確保裝置的長周期、安全和平穩生產運行非常關鍵，對企業的生產經營起到非常重要的作用。

原因分析及解決措施

機組概述

C-1002A/B機組為固定水冷、一級、對稱平衡型無油潤滑往復活塞式壓縮機，其作用是為13萬t/a非芳烴溶劑油裝置反應系統用的循環氫增壓循環，一備一用。

該循環氫壓縮機機組規格型號為DW-11/15-25，額度流量為11.0 Nm3/min，額度吸氣壓力為1.5 MPa，額度排氣壓力為2.5 MPa，其詳細的技術參數如表1所示。

機組故障描述

2017年7月23日15:45，當班班長在巡檢發現，循環氫壓縮機C-1002B出口流量降低，如圖1和圖2所示，由原來的出口流量13 704.518N m3/h下降到8 620.269 Nm3/h，出口流量降低了37.1%，滿足不了生產需要，被迫切換備用機組進行停機檢修。

機組故障原因分析

壓縮機組排氣量不足是與壓縮機的設計氣量相比而言的，影響機組排氣量的因素很多，包括生產工況、機器性能和氣體性質等。從檢修的情況分析，機組排氣量降低有以下幾方面的原因。

1. 氣閥故障，造成氣閥漏氣，影響機組排氣量。

從檢修情況看，機組氣閥覆蓋結焦物，左右氣缸排氣閥閥片部分斷裂，彈簧斷裂，進、排氣閥閥片及閥座有腐蝕磨損，如圖3。閥片卡住、閥片和彈簧斷裂是氣閥中最主要的故障，主要原因就是閥片或者彈簧的運動機構不良，氣閥結焦物卡死，閥體的中心部位鎖緊螺栓松動，等等都是造成氣閥故障的原因。因此，壓縮機吸、排氣閥的故障對排氣量的影響主要為閥座與閥片間結焦物或其他雜物，關閉不嚴，形成漏氣。這不僅影響排氣量，而且還影響間級壓力和溫度的變化，造成機組排氣溫度高。

表1 循環氫壓縮機C-1002A/B技術參數表

圖1 循環氫壓縮機出口流量趨勢圖

圖2 循環氫壓縮機出口流量趨勢圖

其中閥座與閥片接觸不嚴形成漏氣而影響了排氣量，原因包括：制造質量問題，如閥片翹曲等；由于閥座與閥片磨損嚴重而形成漏氣；氣閥彈簧力與氣體力匹配的不好。彈力過強則使閥片開啟遲緩，彈力太弱則閥片關閉不及時，這些不僅影響了氣量，而且會影響到功率的增加，以及氣閥閥片和彈簧的壽命。同時，也會影響到氣體壓力和溫度的變化。此外，在安裝時，壓緊氣閥的壓緊力不當：壓緊力小，則要漏氣；壓緊力過大，會使閥罩變形、損壞。

2. 活塞環及支撐環磨損嚴重、超差，使有關間隙增大，泄漏量增大，影響到了排氣量。檢修發現活塞環存在磨損，間隙過大的問題。

3. 機組填料函密封泄漏產生漏氣使氣量降低。

圖3 氣閥結焦物、彈簧斷裂

機組在運行時發現填料函存在泄漏，產生漏氣使氣量降低。經對填料函打開檢修，發現填料函存在磨損、拉傷和油泥積垢，活塞桿也存在局部磨損的問題，密封環和鎖閉環拉簧斷裂。因此，究其原因首先是填料函拉簧材質已經不符合現高含硫的工況，導致拉簧斷裂；其次可能是由于在安裝時，活塞桿與填料函中心對中不好，產生磨損和拉傷等造成漏氣；填料氮封氣源不干凈，也會導致積垢磨損。一般在填料函處加注潤滑油，起到潤滑、密封和冷卻的作用。

從現場檢修可知，機組進口過濾器壓差大，打開檢查發現過濾器積垢堵塞，使吸氣阻力增大，從而造成排氣量減少。

解決措施

1. 更換斷裂和損壞的氣閥閥片、彈簧和閥座或整套更換氣閥。

因本次裝置循環氫含硫化氫高（約8 000 ppm），因此注意氣閥的材質要符合現工藝工況的特性，嚴格把控好氣閥及彈簧的質量。更換的備件要認真檢查驗收，閥片不得有變形、裂紋和劃痕等缺陷；閥座密封面不得有腐蝕麻點、氣孔及劃痕，表面粗糙度為Ra 0.8，閥座邊緣不得有裂紋、溝槽等缺陷；閥座與閥片接觸線應連續封閉；對氣閥組裝后，用煤油進行氣密性試驗，對超標一律更換或返修。同時要嚴格控制好機組進氣氣源的潔凈度，介質要干凈，在機組大修和裝置檢修后，要嚴格按規程對所屬管線逐條進行吹掃和置換。在進行機組檢修時，要嚴格按照《SHS 01020-2004 活塞式壓縮機維護檢修規程》進行檢修和驗收，把控好檢修質量。

2. 更換磨損的活塞環。

嚴格控制安裝質量，活塞間隙要嚴格按照圖紙的要求，對無圖紙時，可依據規范標準經驗資料。對于活塞與氣缸之間沿圓周的間隙，如為鑄鐵活塞時，間隙值為氣缸直徑的（0.06/100）～（0.09/100）；對于鋁合金活塞，間隙為氣徑直徑的（0.12/100）～（0.18/100）；鋼活塞可取鋁合金活塞的較小值。在進行機組檢修時，要嚴格按照《SHS 01020-2004 活塞式壓縮機維護檢修規程》進行檢修和驗收，把控好檢修質量。

3. 更換整套磨損的填料函，選用抗H2S腐蝕的拉簧（17-7PH），對活塞桿進行研磨，控制好填料氮封氣源氮氣，不含水，氣源要干凈。

4. 要定期檢查和清洗過濾器濾芯。

機組管理不到位，應加強機組的管理工作，做好機組的日常維護保養和定期維護保養工作，成立公司級大型機組的特護工作，崗位操作人員要嚴格按照設備安全操作規程操作。

檢修后機組運行效果

經過仔細排查檢修調試合格投入運行后，嚴格加強工藝操作和機組的日常維護保養及定期維護保養工作。到目前為止，機組運行良好，各工藝指標正常，達到了很好的效果。

結語

循環氫壓縮機是裝置的關鍵性設備，其安全平穩運行，是裝置長周期、安全平穩的生產運行的關鍵。

循環氫壓縮機排氣量不足是往復式壓縮機常見的故障之一，其產生的原因既有工藝方面的原因，也有設備及機組管理方面的原因。

因此，為了確保機組的安全平穩運行，應該建立健全大型機組的特護管理組織機構，明確職責，加強分工，加強機組的管理工作。

日常要加強機組的維護保養和定期維護保養工作；機組要定時定點進行巡檢點檢工作，及時發現機組在運行過程中的隱患，確保機組的安全運行。同時崗位操作人員要嚴格按照設備安全操作規程進行操作，嚴禁違規操作。

只有這樣堅持科學的管理，才能降低設備故障率，降低設備維修和管理成本，確保設備的安全運行，提高企業的經濟效益。

本文作者系廣西欽州泰興石油化工有限公司設備主管。