高曉寧 郭敬展 張茜茜

（河南能源化工集團有限公司，河南濮陽，457000）

水力透平是為了回收脫碳系統(tǒng)苯菲爾法溶液從高壓降到低壓的能量而設置的節(jié)能設備，它和脫碳溶液泵通過SSS自動同步離合器相連，回收的能量用于驅(qū)動溶液泵以補充一部分功耗。水力透平的主要參數(shù)如表1所示。

表1 水力透平主要技術參數(shù)

系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示，溶解有大量CO2的壓力為3.95MPa的溶液（主要為K2CO3和KHCO3）經(jīng)過水力透平或者減壓閥L05007B壓力降到0.35MPa，進入再生塔，水力透平啟動后，要求全關L05007B，打開L05007A，堿液推動透平葉輪做功，在水力透平出口裝有一塊壓力表P05014用以測定壓力。

1 啟動過程中的振值情況

對水力透平的軸承、機械密封全面檢查后啟動透平，發(fā)現(xiàn)在低速暖機過程中水力透平外殼的振值就處于較高水平，隨著入口流量的增加，轉(zhuǎn)速的升高，振值持續(xù)上升，現(xiàn)場震感強烈，在水力透平轉(zhuǎn)速和脫碳溶液泵轉(zhuǎn)速同步之前，透平外殼的震動已經(jīng)非常劇烈，為了防止設備損壞，只能將水力透平停運。

圖1 水力透平工藝流程圖

2 事故原因分析及處理

對待啟動過程中出現(xiàn)的問題，從設備和工藝兩方面進行了分析。

（1）由于水力透平和溶液泵之間的SSS自動同步離合器很重，在達到同步轉(zhuǎn)速之前，離合器的潤滑不良也會導致振值上升。

（2）水力透平和溶液泵的主軸不對中。

（3）轉(zhuǎn)速較低時振值就處于較高水平，說明不完全是不平衡，流體的不穩(wěn)定流動也應占有很大一部分原因。

針對設備原因，我們首先對水力透平解體檢修，檢查入口流道，保證暢通，解體檢查SSS自動同步離合器，重新加注潤滑油，重新找正對中，檢查軸瓦和機械密封，保證潤滑油系統(tǒng)供應良好，經(jīng)過這番檢查后，重新啟動水力透平，發(fā)現(xiàn)情況只是略有好轉(zhuǎn)，振值仍然偏高，只好再次停運。

仔細分析工藝原因發(fā)現(xiàn)，液體的不穩(wěn)定流動是造成振值高的主因。具體處理過程有三點：

（1）徹底暖機。由于出吸收塔溶液吸收了CO2的富液，含有大量易結(jié)晶的KHCO3，當水力透平長時間不運行，暖機時間又不夠時，結(jié)晶不能徹底溶化，附著在濾網(wǎng)及葉輪上，造成堿液不規(guī)則流動，引起振值上升。

（2）保證P05014壓力。P05014壓力反應了所在位置的流體組成，壓力過低溶液中含有大量CO2，甚至溶液中發(fā)生起泡現(xiàn)象，大量起泡在流體內(nèi)竄動，汽泡的生成和破裂過程都會造成流體流動紊亂，引起轉(zhuǎn)子劇烈震動，振值上升，觀測發(fā)現(xiàn)當P05014低于0.2MPa時振值會有明顯上升。

（3）啟動過程中主控室迅速將L05007B倒到L05007A。轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)中都有一個振幅最大的轉(zhuǎn)速叫做臨界轉(zhuǎn)速，以往的操作規(guī)程要求倒閥過程要慢，隨著透平轉(zhuǎn)速上升，振值也在增加，到達臨界轉(zhuǎn)速時，現(xiàn)場共振非常嚴重，只能被迫停車，如果倒閥迅速，臨界轉(zhuǎn)速一帶而過，透平和溶液泵迅速達到同步轉(zhuǎn)速，離合器自動接合，振值就不會上漲。根據(jù)以上三點再次啟動水力透平，發(fā)現(xiàn)前期振值雖然略高，但是透平和溶液泵同步后，振值明顯下降，運行狀況良好。

3 結(jié)論

水力透平是脫碳單元重要的節(jié)能設備，能夠補充溶液泵40%的能耗，同時對溶液再生也有積極影響，為保證透平能夠安全長期運行，保證堿液不起泡，穩(wěn)定溶液流量，保證流體在流經(jīng)透平時的穩(wěn)定就成了重中之重。

［1］大連工學院.大型合成氨廠合成氨生產(chǎn)工藝［M］.北京：化工工業(yè)出版社，1984.