Technip制氫工藝多工況原料氣壓縮機故障原因分析及解決方案

姜瑞文

(中國石油化工集團有限公司工程部，北京 100728)

福建某石化企業40×103m3/h(標準狀態)制氫裝置采用Technip(德希尼布)輕烴水蒸氣轉化、變壓吸咐(PSA)技術將氫氣提純為99.9%(vol, %)工業氫作為全廠補充氫源。其設計主工況以重整氫PSA尾氣(ROG)為原料，壓縮氣體組成見表1；輔工況以精制石腦油或C5為原料，也可油氣混用作為原料制氫。該裝置建成投產后，正常生產采用精制石腦油或C5作為主工況制氫，而將重整氫PSA尾氣作為全廠燃料管網補充。該裝置配置的2臺原料氣往復壓縮機組(25-K-111A/B，見圖1)采用上海東方壓縮機制造有限公司制造的雙缸雙作用二級壓縮對稱平衡式結構，制造參數見表2。

表2 原料氣往復壓縮機組制造參數

圖1 故障機組修復前運行現場

該機組在裝置烘爐、煮爐或開停工期間用來進行壓縮氮氣全循環；主工況下，將0.510 MPa的ROG氣體加壓至3.650 MPa，作為氣體進料；石腦油或C5工況下，將2.730 MPa的管網氫氣經調壓后加壓至3.650 MPa，作為液體進料配氫。機組操作參數見表3,其在氮氣工況下的運行參數與設計基本一致，其他工況下與設計工況差別很大。

表3 原料氣往復壓縮機組操作參數

1 檢測評估與原因分析

1.1 故障狀況

裝置正常運行期間，2臺原料氣壓縮機周期性發生故障，只能定期切換備用機交替維修以維持安全生產(見圖1)，其中25-K-111A(簡稱A機)主軸瓦斷裂3次(斷裂軸瓦拆檢見圖2)，活塞桿沉降連鎖停機1次；25-K-111B(簡稱 B機)主軸瓦斷裂2次，十字頭銷壓蓋脫落、空心十字銷斷裂1次(見圖3)。壓縮機周期性地出現氣閥部件損壞、氣缸蓋和連接螺栓裂紋、十字頭銷子斷裂、軸瓦斷裂、曲軸箱扭曲變形等故障(見圖4)，多次會診修復，都未能從根源上有效解決上述問題。……