國產小型氯氣透平壓縮機運行

袁相春

(湖北興發化工集團股份有限公司，湖北 宜昌443007)

湖北興發化工集團股份有限公司子公司湖北興瑞硅材料有限公司(以下簡稱“湖北興瑞”)氯堿裝置第1期15萬t/a離子膜燒堿的氯氣壓縮采用國產小型氯氣透平壓縮機，三開一備，其運轉狀況直接影響到氯堿裝置的平穩運行。

1 生產工藝

氯氣透平壓縮機內部流程：干燥后氯氣進入一級進口，壓縮后從一級出口排出，經過一級中間冷卻器冷卻后，從二級進口進入，二級壓縮后從二級出口排出，再經過二級冷卻器冷卻后，一部分輸送到下游工序，一部分回流到一級入口，一部分送到廢氯氣吸收系統[1]。

機油：被主油泵或輔助油泵從油箱中抽出來經過初濾芯過濾，經油冷卻器冷卻，再經油精過濾器過濾，輸送到各個潤滑點，然后回到油箱循環使用。

密封氣：該設備采用干氣密封系統，密封氣經過減壓后，由調節閥調節壓力，分別進入到一級和二級壓縮迷宮式密封腔，混合廢氣進入一級進口進入氯氣系統中。

湖北興瑞第1期裝置的氯氣透平壓縮機由杭州某公司提供，型號為LYJ-2200/0.42，相關參數：吸氣量為2 200 m3/min，排氣壓力0.42 MPa(A)，第一臨界轉速14 896 r/min，主軸轉速28 068 r/min，效率62%，電動機功率220 kW，額定電壓380 V，額定電流365.2 A[2]。

該氯氣透平壓縮機內部流程示意圖見圖1。

圖1 氯氣透平壓縮機內部流程示意圖Fig.1 Process flow diagram of media inside chlorine turbine compressor

2 運行中出現的問題及解決措施

2.1 軸振動波動大

氯氣透平壓縮機主軸轉速超過20 000 r/min，采用哈氏合金瓦片結構的滑動軸承。如此高的轉速，軸振動的數值要控制在微米級，不僅對設備制造精度和軸承要求非常高，而且對運行條件的要求也很高。壓縮機軸振動增大的原因是軸承磨損。具體分析如下：①因干氣密封系統問題，使氯氣串到機油里，與油氣混合腐蝕油管道和油箱，導致少量鐵銹帶入到機油中，或油粗濾芯和油精濾芯失效，引起軸瓦磨損，軸振動增大；②因葉輪縫隙有污垢沉積或其他原因導致轉子不平衡，引起軸振動增大；③壓縮機抽氣量不穩定，波動過大，引起軸振動增大。

解決措施：①密切關注機油的質量，關注油壓和油壓差，有問題及時更換潤滑油和油濾芯；②加強密封氣的控制，密封氣按指標偏高點控制，防止氯氣回串，任何時候都要保證密封氣的壓力(或流速)；③根據壓縮機運行情況，清理壓縮機葉輪，防止因葉輪有污垢沉積，引起軸振動增大；④對壓縮機進行精細化操作，調節抽氣量時，盡量緩慢操作，防止因抽氣量變化大導致壓縮機軸振動增大。

2.2 漏氯氣

壓縮機運行時漏氯氣主要因為密封氣沒有封住氯氣，經常在一、二級壓縮機頭排油口和油箱煙囪3個地方有氯氣漏出，不僅污染環境，腐蝕設備管道，還會造成軸振動增大，引起軸瓦和高速軸的磨損，以及危害操作人員身體健康。湖北興瑞原設計迷宮式密封采用的密封氣體為儀表空氣，運行一段時間后，經常出現漏少量氯氣的情況。廠家拆機檢查后發現，氣封套被紅黑色的固體物質堵塞。經分析，由于儀表空氣含水量偏高，與氯氣接觸后，形成濕氯氣腐蝕金屬元件，最終形成紅黑色的固體物質附著在氣封套上，影響氣封效果，導致氯氣沒有被封住，有少量氯氣泄漏。

解決措施：①將迷宮式密封采用的密封氣體改為干燥氮氣，避免密封腔的腐蝕和堵塞。改造后，迷宮式密封器沒有再出現堵塞的情況；②嚴格控制密封氣的壓力(或流速)，確保氯氣完全被封住。

2.3 壓縮機性能下降

氯氣透平壓縮機在長時間運行后，會出現壓縮機運行性能下降，抽氣能力下降，表現出來電動機運行電流逐漸減小，電動機電流由300 A降到250 A。拆開一級壓縮蝸殼檢查后發現，葉輪縫隙里有鐵銹附著，堵塞了部分氣體通道，導致壓縮機抽氣能力下降，清理葉輪后，壓縮機運行正常。

改進措施：①強化工藝操作，盡量降低氯氣中的含水量，減少鐵銹的產生；②發現電動機電流下降到一定程度后，停機拆卸清理。通過采取以上措施，保證了氯氣透平壓縮機的長時間高效運行。

2.4 油壓低

壓縮機運行油壓低主要原因有：①油初過濾器堵塞；②油精過濾器堵塞，油壓差高；③調節油壓的閥門開度過大；④油溫過高；⑤油箱油位低；⑥油泵進口管路漏氣或出口管路漏油；⑦儀表顯示故障。

解決措施：①更換或清理油初過濾器；②更換油精過濾器；③調整調節油壓的閥門到合適的開度；④降低油溫到控制指標內；⑤補加機油到油箱刻度線中線位置；⑥油管路查漏，消除漏點；⑦校準或更換儀表。

2.5 機油溫度偏高

原設計機油油冷卻器采用循環水冷卻，機油溫度高，夏天運行存在問題。經拆開冷卻器檢查并分析，循環水水質不太好，換熱器換熱面積偏小。

改進措施：將油冷卻器冷卻水由循環水改為冷凍水，解決了水質不好的問題，彌補了油冷卻器換熱器面積偏小的不足。改造后機油溫度一直能很好的控制，為氯氣透平壓縮機的長期穩定運行提供了保障。

2.6 壓縮機頭排油口漏油

壓縮機運行時機頭排油口漏油嚴重，主要原因是密封氣開得太大或軸承間隙大。

解決措施：調節密封氣閥門到合適的開度，如果調節密封氣沒有任何效果，則須停機檢查軸承等。

2.7 中間冷卻器循環回水ORP值異常升高

中間冷卻器循環回水ORP值異常升高主要因中間冷卻器泄漏，須立即停機處理。

解決措施：停機處理。

3 生產中注意事項和控制措施

(1)操作人員須對照作業指導書經崗前培訓，考核通過后持證上崗。

(2)啟機前操作人員要對照開車確認卡，逐項進行檢查確認，現場確認完畢后才能啟機開車。

(3)對于出現的異常情況要及時反饋、查找、解決問題并作好記錄，制定預防措施。

(4)定期取機油樣，觀察外觀，如果機油顏色偏紅，要及時更換機油。巡檢注意檢查油箱油位，油位低時須及時添加。

(5)在線實時監控油壓和油壓差，油壓差高時及時更換油精濾芯，建議油壓差不高的情況下，也要根據情況定期更換濾芯和油箱機油[3]。

(6)定期請電儀人員檢測軸振動數據的準確性(打開基座蓋子，用萬用表檢測軸振動處的電壓，8 V左右是正常的)，確保軸振動檢測的可靠性。

(7)在線時時監控，經常查看軸振動曲線，如果曲線有波動，須分析查找原因。

(8)在線時時監控循環水池的回水ORP值，并定期取樣人工分析pH值等進行比對，如有換熱器穿孔可及時發現并處理。

(9)巡檢時要仔細，包括電動機溫度、機器聲音、壓縮機機頭排油口或油箱煙囪處有沒有氯氣漏出，機組有沒有漏油情況。

4 結語

借助在生產中不斷發現問題，解決問題，并制定相應的防范措施，湖北興瑞的國產小型氯氣透平壓縮機運行良好，每臺氯氣透平壓縮機的維修周期都超過5年。氯氣透平壓縮機的長期、安全、穩定、高效運行，為整套氯堿裝置的穩定運行提供了強有力的保障。