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混合机
压缩机气阀故障
2018-03-10 大野机械技术部

      大野机械南通工厂专业生产混合机,乳化机,搅拌机,混合器,分散机,阻火器,给料阀,容器等非标混合设备.

      在化工行业中,压缩机机组是炼化装置的核心设备,其安全平稳的运行,是炼化装置长周期生产运行的关键。在加氢精制装置中,循环氢压缩机主要用于克服生产装置系统的阻力降,增加循环氢气体的压力,使未充分参与反应的循环氢气体物料,经循环氢压缩机升压后,重新进入反应系统。循环压缩机的压力一般较低,多采用单级压缩。

      循环压缩机在使用上要求保持一定的进、排气压力差,而且在切换时,供气量不变。我厂13万t/a汽油加氢装置循环氢压缩机C-2001A/B机组为固定水冷式、一级、对称平衡型无油润滑往复活塞式压缩机,用于为13万t/a汽油加氢装置反应系统输送原料氢气及原料氢循环、系统补氢增压。自2016年11月20日投入生产以来,循环氢压缩机C-2001A/B故障率频繁,特别是在装置第一周期生产开工时,机组故障率高,严重影响到加氢装置的长周期安全生产运行。

      对机组故障率

      最高的气阀故障进行深入分析,针对性地提出解决措施,并介绍机组的改造情况。 机组运行概况 我司13万t/a汽油加氢装置循环氢压缩机C-2001A/B机组为固定水冷、一级、对称平衡型无油润滑往复活塞式压缩机,为13万t/a汽油加氢装置反应系统用的循环氢增压循环,一备一用。该循环氢压缩机机组规格型号为DW-11/15-25,额度流量为11.0 Nm3/min,额度吸气压力为1.5 MPa,额度排气压力为2.5 MPa,其详细的技术参数如表1、2所示。其中循环氢压缩机气阀是网状阀,阀片采用网状结构,阀片和阀座的材质为3Cr13;气阀弹簧材质为17-7PH。

      机组运行问题汇总

      针对循环氢压缩机在生产运行过程中,机组故障率较高的状况,我们仔细进行了统计分析,循环氢压缩机C-2001A/B故障停机情况汇总见表3所示。

      可以看出,在2个月的开工生产周期中,循环氢压缩机共发生故障13次,造成2台机组频繁切换运行,严重影响装置安全平稳运行,同时维修单位也投入了大量的人力和物力。经分析汇总,影响机组安全运行的主要因素主要有:气阀、填料、轴头泵、卸荷阀、电气及工况带液粉尘等原因,其中因气阀故障引起的停机次数占总停机数53%以上,是影响机组安全运行的主要因素。

      气阀故障原因分析

      从检修的情况看,如图1,气阀故障主要表现为阀片、弹簧大量断裂,阀座上堆积催化剂粉尘、油泥、积碳较多,阀座液击断裂,机组带液及粉尘多等。因此,分析造成气阀故障原因有以下几个方面。

      (1)加氢原料为高硫油,循环氢中H2S含量较高,对阀片、弹簧腐蚀严重,导致脆性断裂。在装置生产过程中,对循环氢定期取样化验分析,循环氢H2S含量在10 000~15 000 ppm,从而造成硫腐蚀。

      (2)循环氢气中夹带少量液体组分。生产上循环氢气虽然经过循环氢分液罐进行分离,但仍带有少量较轻的液体组分,同时生产上的操作波动将会使液体组分进一步增加。从而使压缩机吸入的氢气带液,对气缸及气阀产生液击。机组在生产运行过程中带液运行,形成液击,极易造成气阀阀片、弹簧、阀座损坏或断裂,导致气阀故障,也是导致排气温度高的故障原因之一,同时因液体难压缩,机组带液运行存在严重的安全隐患。

      (3)循环氢中携带的催化剂粉尘较多。催化剂粉尘会积聚在阀座上形成油泥和积碳,堵塞气阀的流通面积,影响阀片的启闭,阀片弹簧受力不均,长期处在较高的交变应力工况下工作,容易造成阀片、弹簧断裂。

      (4)弹簧因疲劳或质量问题断裂,使平衡力不均,会引起气阀阀片断裂,其后果又进一步加速阀座的损坏。

      (5)顶开吸气阀气量凋节机构工况不稳,容易卡死。卸荷阀顶开装置结构设计不合理,故障卡死,致使气阀阀片在卸荷时不能完整顶开,或加荷时气阀阀片不能正常打开,导致气阀工况不稳。

      解决措施

      针对循环氢压缩机在生产运行期间存在的问题,在装置停工检修期间,我们采取以下解决措施。

      (1)针对现工况循环氢含H2S高腐蚀的问题,对原来的气阀进行新设计,采用耐H2S腐蚀的PEEK气阀,对气阀(含阀片、阀座及弹簧)进行材质升级,选择耐H2S腐蚀的材质。阀片材质升级选用PEEK;气阀弹簧材质选用17- 7PH进口钢丝;对阀盖、阀座、弹簧及垫片等部件采取表面非晶态处理措施,喷涂耐高温的防腐涂层。

      (2)对负荷控制器进行重新核算、设计和改造,使气阀工况稳定。

      (3)在压缩机吸入管路上增加一台旋风分离器,进一步分离循环氢中携带的少量液体及催化剂粉尘,改善气阀工况。

      (4)控制好检修质量,严格按照《SHS 01020-2004 活塞式压缩机维护检修规程》进行检修和验收。采购时严格把控好气阀及弹簧的质量,认真检查验收更换的备件,阀片不得有变形、裂纹及划痕等缺陷;阀座密封面不得有腐蚀麻点、气孔及划痕,表面粗糙度为Ra 0.8,阀座边缘不得有裂纹、沟槽等缺陷;阀座与阀片接触线应连续封闭;对气阀组装后,用煤油进行气密性试验,对超标一律更换或返修。

      (5)打开进口过滤器检查,更换损坏的过滤器滤芯,并选用耐H2S腐蚀的材质,选择不锈钢316。要定期检查机组进口管线Y型过滤器滤芯滤网是否腐蚀脱落,过滤器是否堵塞,进行清理。

      (6)加强机组的管理。日常要加强机组的管理工作,做好机组的日常维护保养和定期维护保养工作,成立公司级的大型机组的特护工作,岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程操作。

      通过以上措施的改造实施,自装置从新开工投入生产运行以来,机组已连续运行3个月,机组故障率明显降低,运行良好,各工艺指标正常,取得很好的效果。同时既减小了维修工作量,又降低了维修费用。

      结语

      循环氢压缩机是加氢精制装置的关键设备,其安全平稳的运行,是装置长周期生产运行的关键。气阀故障是往复活塞式压缩机的常见故障之一,原因主要来源于工艺工况、设备及机组管理等方面。

      因此,为了确保机组的安全平稳运行,在气阀选材上应该选择满足工况要求材质的气阀;工况要平稳操作,气源要洁净,严禁带液;建立健全大型机组的特护管理组织机构,明确职责,加强分工,加强机组的管理工作;日常加强机组的维护保养和定期维护保养工作,定时巡检点检,及时发现隐患;岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程进行操作,严禁违规操作。只有坚持科学的管理和技术方法,才能降低设备故障率,减少维修成本,确保装置的安全运行,提高企业的经济效益。

 
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