来自气柜的半水煤气经半水煤气脱硫系统脱硫后,经压缩机一级,二级,三级压缩后进入变换系统,变换后的气体经变换气脱硫系统脱硫后,进入压缩机四级进口,经四级压缩后进入MDEA脱碳系统,脱碳后气体再经精脱硫后进入压缩机五级进口,经五级,六级压缩后,气体进入醇化系统,醇化后的气体再进入压缩机七级进口,经七级压缩后,气体进入烃化系统,合成系统,进行合成氨生产。
2冷却水流程
压缩机的冷却水由供水总管经支管引进,进入压缩机的各级气体冷却器,气缸冷却水夹套,油冷却器及填料函。冷却水在各设备中完成冷却作用后,汇集至回水总管,有压回水至双曲线通风冷却塔,填料函回水采用无压回水。
3存在问题及解决措施
(1)该压缩机在运行初期,其低压级气阀使用寿命普遍较短。主要表现为阀片和弹簧易断,几乎每班都要停机拆换气阀,运行极不正常,严重影响到合成氨生产的稳定。
针对该问题,多次联系该压缩机生产厂家的设计部门,并提供实际的生产运行参数,对气阀进行核算。通过对其升程限制器的弹簧孔深度,弹簧的线径,弹簧的材质及所采用的热处理方式等进行了相应调整,虽然一定程度上使气阀的使用寿命有所延长,但与期望目标还相距甚远,不能满足合成氨装置稳定生产的要求。为此,开始试用PEEK阀片的气阀,经过试用与对比,使压缩机气阀的使用寿命大为提高。
(2)压缩机在正常运行中,主轴瓦及连杆大头瓦表层的巴氏合金易损坏,巴氏合金层出现龟裂,脱落。一般情况下,瓦出现损坏前基本无任何征兆。实践表明:主轴瓦的温升要等到连杆大头瓦烧坏并停车一段时间,待热量经曲拐颈传导过来后才会有较快上升,反映非常滞后,基本起不到预警作用。甚至发现:有的主轴瓦损坏后,运行中的轴瓦温度还显示正常。连杆大头瓦烧坏后,由于大头瓦的钢背与曲轴颈发生了剧烈摩擦,曲轴颈表面损坏均非常严重,修复难度高,检修工作量极大,且修复后,使用效果也会大不如前。
采取措施:增设大流量循环油泵,配套加大油冷却器,油过滤器,尽可能提高其循环油压,油量,再适当调整十字头与滑道等各部位间隙,充分保证进入到连杆大头瓦的润滑油油量。通过一段时间的运行,降低了连杆大头瓦烧瓦的频次。另外,通过对润滑油的定期化验及利用真空滤油机对其定期过滤,确保润滑油的润滑性能,也改善了压缩机的运行条件。
(3)压缩机辅机冷却器泄漏。由于试生产初期循环冷却水的成分没能完全符合工艺指标,使用1年多后,压缩机冷却器相继出现腐蚀泄漏,既浪费了大量的原料气体,又给压缩机运行造成了极大的安全隐患。由于采用有压回水,压缩机一旦停车卸压后,冷却水阀门一般关闭不严易泄漏,循环水会通过冷却器的泄漏点反倒入气体系统中。在压缩机开车时,由于设备和管道内积水的存在,易造成液击。
采取措施:对压缩机的冷却器定期查漏并及时堵漏,尽量减少泄漏对生产的影响。对新制作的冷却器管芯,采用管壁适当减薄的不锈钢换热管及螺旋管进行制作,消除由于水质问题而引起的冷却器泄漏问题。
另外,由于冷却塔内的填料使用久后,老化而粉碎,碎片随循环冷却水进入冷却器内,堵塞冷却水通道,冷却效率降低。在采取停车清理的同时,在冷却水上水管上增装了管道过滤器,缓解了冷却器的堵塞问题,提高了冷却效率。
(4)连杆大头轴向位移。在检修1台压缩机时发现:其连杆体在整个盘车过程中不能任意停留在曲轴颈上的不同位置,似乎有一个横向力作用在连杆体上,使连杆体回复到特定的位置。试车时,该处大头瓦多次出现烧瓦的情况,且均为单边烧瓦,而且发生在极短的时间内。
采取措施:将大头瓦出现烧坏的侧面进行了磨削,其连杆体侧面也经加工去除了一点,将连杆大头内孔的定位台阶也进行了一定量的去除,使其连杆大头的位移有所抵消;并将十字头销的导油圆弧也进行了适当扩大,连杆小头瓦的导油槽也适当加深,增加了连杆大头瓦的供油量。通过这些措施,基本解决了连杆大头位移引起的频繁烧瓦问题。
(5)四级冷却器分程隔板易损坏问题。四级冷却器为双管程结构,气体走管程,使用不久就出现分程隔板两端的角焊缝开裂,并且裂纹通过角焊缝延伸至设备管箱筒体上,引起泄漏和存在安全隐患。对此,先试用增加分程隔板的厚度及提高焊接强度的办法,但未收到较好的效果。后分析其原因:气体虽经过缓冲器的缓冲,但还存在压力,流速波动的情况,在气体的脉动冲击下,分程隔板可能存在频繁弯曲,在分程隔板内存在较大的脉冲拉力,导致其两端的焊缝出现裂纹。
采取措施:根据气流方向,在分程隔板上迎着气体力作用的方向,增加了1个H形支撑,既增加了分程隔板的刚度,又将气体的脉冲作用力分散释放到管箱筒体上,并在支撑与筒体接触的部位安装了加强板,缓解了管箱筒体的局部受力。
经过3年多的运行,尚未再次出现分程隔板焊缝断裂的情况。
(6)六级和七级铜质活塞环使用寿命偏短问题。该活塞环使用1年左右均到达更换周期,但更换上的活塞环使用寿命明显偏短,严重影响了压缩机运行的稳定性。分析原因:活塞环呈椭圆,材质偏软,气缸镜面存在轻微磨损,润滑油量有时减少,七级进口气体温度偏高并夹带有甲醇蒸气影响润滑等,均不同程度地影响了该活塞环的使用寿命。
采取措施:决定先在不改变活塞体原有结构的情况下,试用PEEK材料制作的活塞环。经过试用,取得了非常良好的效果,大大减少了压缩机的检修频次,节省了大量检修费用,取得了明显的经济效益。
(7)另外,还在以下方面对压缩机条件进行了改进:
针对夏季压缩机电机轴瓦运行温度偏高,影响其安全运行的情况,在电机轴承座增装了稀油站装置,增加了润滑油油量,降低了供油温度及轴瓦的运行温度。
针对十字头锥销易松脱,压板螺栓易断裂的问题,安装前,对锥销与十字头孔进行精研,尽量增大锥孔内表面的接触面积;压板螺栓原为高强度六角头螺栓连接,但由于其长度较短,弹性变形量较小,在交变载荷作用下易出现断裂,故将其连接螺栓的材质更改为强度和韧性均较高的35CrMoA,螺栓长度也进行了适当加长,且安装时对十字头销压板反复锤击及螺栓多次均匀紧固,充分保证了十字头销与锥孔的接触程度。经过1年多的运行,未再发生该螺栓断裂和十字头销松动情况。
针对半水煤气中夹带硫泡沫,焦油等杂质而影响压缩机低压级气阀的运行寿命,在半水煤气脱硫后,增设了脱硫后静电除焦油器,有效地提高了气体净化程度,为压缩机低压级气阀使用寿命的进一步延长提供条件。
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