50 萬噸／年延遲焦化壓縮機長周期運行

魏玉琴

摘要：通過對50萬噸/年延遲焦化裝置富氣壓縮機運行的現狀及存在的問題，如設備方面的問題：設備磨損，富氣量波動對壓縮機的沖擊;如工藝操作及公用系統的問題：周期性切換操作;進行分析影響焦化壓縮機組運行狀況的主要因素，并提出相 應的優化處理措施，有效的延長了壓縮機的使用壽命，實現了機組安全、平穩、連續的運行。以更好地使焦化壓縮機組的操作條件得到優化，確保設備的長周期安全運行。

關鍵詞：延遲焦化 壓縮機 喘振

一、富氣壓縮機的概況

玉門油田公司煉油化工總廠50萬噸/年延遲焦化裝置是由中國石化洛陽石油化工工程公司總包，中國石化第一建設公司施工安裝。2014年12月建成投產。裝置里的壓縮機在焦化裝置的生產過程中起到非常重要的作用，是焦化裝置的核心設備，其能否完好運行，關系到整個焦化、吸收穩定及脫硫的平穩生產。該壓縮機正常生產過程是間歇一連續操作的生產工藝.目前裝置生焦周期為12h，即每天都要兩個焦炭塔進行切換操作，這樣勢必引起壓縮機入口 富氣量變化，以及其他相關參數的變化，這對壓縮機組安全平穩操作帶來非常大的影響。

二、從兩個方面分析

1、工藝方面：

①入口富氣流量變化的影響：離心式壓縮機在最小流量時的工況為喘振工況。當實際流量小于性能曲線標 明的最小流量時，壓縮機就 會出現一種不穩定的工作狀 態，并伴隨著強烈的振動。 具體過程是，當壓縮機的進 氣量突然減小（低于最小流 量）時，使排氣壓強突然下 降，致使排氣管內高壓氣體 流入壓縮機，使壓縮機內氣 體量增大，當氣量大于最小汽量時， 壓縮機又能正常排氣， 但是正向壓縮機進氣量仍然小于最小流量 （故 障仍未排除） 致使壓縮機出口壓強又突然下降， 壓縮機排氣管內高壓氣體又重 新倒流入壓縮機內，這樣，周而復始地進行氣體倒流與排出，這種不穩定的工 作狀態稱為“喘振”，在這個過程中，壓縮機和排氣系統產生一種低頻率振幅的 壓力脈動， 引起葉輪應力增加， 噪音嚴重，整個機器強烈振動.喘振的危害很大，壓縮機出現周期性的吼叫以及強烈的振動，若不及時采取措施， 將會造成惡性事故。在延遲焦化裝置的生產過程中，會經常遇到導致壓縮機 人口富氣流量降低的情況，主要的操作狀況主要有以下幾種情況。

（1）焦炭塔的切換 ?由于焦炭塔每12h就要換塔一 次。即從-T101A切至T101B或從T101B切至T101A，每次換塔都會給分餾系統的正常操作帶來較大的影響，進料經四通閥從老塔切換至新塔后，新塔溫度低吸收熱量，使進入分餾塔的油氣減少，從而使富氣量減少。

（2）新塔預熱 ?新塔在水力除焦結束之后，從生產塔向新塔引入油氣預熱時，大量油氣由老塔進入新塔， 熱量被焦炭塔吸收，使分餾塔油氣減少， 即壓縮機入口富氣量將大幅減少.

（3）老塔小吹汽改大吹汽 老塔小吹汽改大吹汽時，老塔油氣由分餾塔油氣改去放空塔，使分餾油氣減少，使富氣量減少。

（4）富氣組成變化 ?另一問題是富氣組成變化， 特別是相對分子質量變小，例如溫度過低，相對分子質量較壓縮機設計參數低得多時，在壓縮機級數一定情況下，出口壓力就受到限制，達不到額定出口壓力，達時壓縮機后路系統還維持正常壓力時富氣就排不出去，此時壓縮機也會出現喘振現象。

②公用系統的影響：壓縮機組的轉速主要是受汽輪機的蒸汽壓力影響，由于受主蒸汽管網壓力.溫度，以及排氣背壓蒸 汽壓力波動的影響，機組轉速也會產生一定的波動。 焦化裝置汽輪機采用3.5MPa的主汽輪機驅動， 背壓蒸汽為1.0MPa。但由于3.5MPa的主蒸汽用量相對比較穩定，發生壓力大幅波動的機會較少，而 1.0MPa在延遲焦化裝置的用量變化較大，主要是在進行焦炭塔切換之后對老塔由小吹汽改大吹汽時， 1.0MPa蒸汽流量過大，1.0MPa管網 壓力下降過大，汽輪機的背壓降低過快導致轉速迅速增加，造成入口富氣量不足，出口壓力達到某一數值后，壓縮機的性能曲線也隨之改變，即達到喘振點， 這時調節不及時，壓縮機亦會發生喘振。

2、設備方面：設備磨損，切換塔壓力變化及攜帶焦粉及帶液對壓縮機的沖擊。

正常生產時，壓縮機體內嚴禁進入液體或雜物， 一旦有焦粉或液體被富氣夾帶進入壓縮機內，會造成機組出現振動增大，嚴重時會導致轉子損壞。由于延遲 焦化裝置的工藝特點，焦化富氣中很容易夾帶焦粉和液體，下面具體分析。

（1）焦炭塔沖塔或分餾塔沖塔 ? 在生產過程中， 若由于消泡劑效果差、注入不及時，注入量偏小或中斷，生焦高度焦層過高，超過焦炭塔安全空高;原料性質變化，裝置處理量過大，造成泡沫層偏高或油氣量偏大超過焦炭塔設計空塔線速，焦炭塔頂部壓力、溫度突然上升導致焦炭塔沖塔。或者分餾塔底溫度突然升高， 塔底液位急劇變化而導致分餾塔沖塔。這樣會導致富氣量瞬間急劇增大，一部分焦粉就隨富氣帶入壓縮機內，對壓縮機產生磨損及壓縮機設備的沖擊.

（2）系統水量過多 ?若由于加熱爐注汽量、小吹汽量過大或以及裝置高溫特殊閥門保護蒸汽量總和過大等原因造成進入系統水量過大，或者壓縮機入口富氣溫度過高，導致富氣經分餾塔頂油氣分離器V103后分液量較大，導致V103液位 上升過快，若V103底含硫污水泵不能及時將其液位抽低，富氣通過時將液體帶走;或富氣本身脫液不完全，氣流中含有液體，這些都很容易造成壓縮機內富氣帶液。

無論哪種情況造成沖塔或是油氣量大幅波動及帶液，都會導致壓縮機產生磨損及壓縮機設備的沖擊.

三、優化壓縮機組運行狀況的措施

1、工藝方面

控制好壓縮機入口流量穩定：由于延遲焦化裝置原料性質變化較大，焦化操 作變化的因素較大，焦化富氣壓縮機反飛動調節閥 長期用手動控制，而且經常會出現氣壓機入口壓力 小的情況，這樣很容易造成機組喘振。為防止機組 喘振事件發生，操作中應及時調節反飛動閥，將出口量補充至入口， 來提高入口壓力，確保壓縮機入口流量穩定。穩定公用系統.避免大幅波動，發現蒸汽，氮氣波動，及時聯系調節。

2、設備方面

避免壓縮機內進焦粉或帶液 穩定焦炭塔和分餾塔操作：在生產中高度注 意原料的性質，及時進行分析避免生焦率變化，以及穩定裝置加工負荷，以保證焦炭塔的安全空高和油氣在焦炭塔內的線速，控制反應溫度和消泡劑的 注入，預防泡沫層過高。控制焦炭塔和分餾塔的操 作壓力和溫度，杜絕焦炭塔和分餾塔沖塔，從而避 免富氣夾帶焦粉帶入壓縮機。