許小云，趙安吉

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

制氫裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)停機(jī)原因分析

許小云，趙安吉

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

分析了制氫裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)出口壓力超高而停機(jī)的原因，指出是由于壓縮機(jī)出口單向閥閥芯裝反同時(shí)管線中的鐵銹帶入單向閥發(fā)生堵塞而導(dǎo)致單向閥閥前壓力上升。針對(duì)此現(xiàn)象提出了預(yù)防建議。

制氫裝置；壓縮機(jī)；單向閥

廣西石化公司4×104Nm3·h-1制氫裝置采用中國(guó)石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司的制氫技術(shù)，2010年9月裝置建成后首次開工投產(chǎn)，到目前為止已間斷開工3次，每次開工運(yùn)行時(shí)間均較短，裝置大部分時(shí)間處于停工狀態(tài)。2014年10月7日，為優(yōu)化全廠氫氣平衡保證氫氣穩(wěn)定供應(yīng)，按照公司要求裝置再次開工投產(chǎn)，此后持續(xù)運(yùn)行至今。

烴類水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置原料精制部分是通過加氫反應(yīng)器，在加氫催化劑的作用下把原料中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，有機(jī)氯轉(zhuǎn)化為氯化氫，同時(shí)飽和原料氣中的烯烴。出加氫反應(yīng)器的原料氣再進(jìn)入脫硫反應(yīng)器脫除硫化氫、氯化氫，精制后的原料氣中硫、氯含量分別小于0.1×10-6，從而達(dá)到轉(zhuǎn)化爐進(jìn)料條件。原料氣精制對(duì)于制氫裝置的轉(zhuǎn)化反應(yīng)具有十分重要的作用，而加氫反應(yīng)需要通過循環(huán)氫壓縮機(jī)往系統(tǒng)配氫，一旦循環(huán)氫壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，對(duì)于含烯烴、有機(jī)硫、有機(jī)氯等較多的原料將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

1 事件經(jīng)過

2014年10月8日20:20，制氫裝置開工運(yùn)行1d后，外操人員現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)循環(huán)氫壓縮機(jī)K104B出口安全閥啟跳，隨即通知內(nèi)操查看配氫流量。內(nèi)操發(fā)現(xiàn)K104B返回閥PV7010已關(guān)至0%，同時(shí)配氫流量FICQ2002幾乎降為0，于是懷疑配氫流量控制閥FV2002堵塞。20:26內(nèi)操把FV2002閥位由30%提高至40%以增加配氫量，20:31開大K104B返回閥PV7010至100%以降低壓縮機(jī)出口壓力，但發(fā)現(xiàn)沒有任何作用，而壓縮機(jī)出口溫度仍在上漲。20:37，K104B右側(cè)一級(jí)出口溫度上升至121℃，由于K104A因故障不能備用，操作人員現(xiàn)場(chǎng)果斷停K104B，停止往系統(tǒng)配氫?？紤]到當(dāng)前制氫裝置為天然氣進(jìn)料，之前化驗(yàn)分析天然氣中烯烴及有機(jī)硫、有機(jī)氯均未檢測(cè)出，且停K104B后再次分析出脫硫反應(yīng)器后原料氣中硫化氫含量未檢測(cè)出，因此可以暫時(shí)停止系統(tǒng)配氫而無需裝置停工，以進(jìn)一步查明壓縮機(jī)出口安全閥啟跳的原因。21:17，K104A/B開始泄壓、氮?dú)庵脫Q。拆下K104A/B出口單向閥及配氫單向閥后，發(fā)現(xiàn)單向閥內(nèi)有少量臟物，清洗單向閥后進(jìn)行回裝。9日0:48，K104A/B開始氮?dú)庵脫Q、充壓。1:15，啟動(dòng)K104B，壓縮機(jī)運(yùn)行正常，系統(tǒng)恢復(fù)配氫。

2 停機(jī)原因分析

廣西石化公司4×104Nm3·h-1制氫裝置自首次開工后大部分時(shí)間處于停工狀態(tài)，由于廣西天氣潮濕，系統(tǒng)管線內(nèi)壁生有不少鐵銹。循環(huán)氫壓縮機(jī)K104B出口單向閥為管道式止回閥，K104B運(yùn)行2d后，帶入到出口單向閥內(nèi)的少量臟物如鐵銹卡住單向閥，導(dǎo)致單向閥閥前壓力急劇上升。2014年10月8日20:17，單向閥閥前壓力由3.06MPa上升到4.35MPa，K104B出口安全閥啟跳（整定壓力4.3MPa）；與此同時(shí)，單向閥閥后壓力即壓縮機(jī)出口返回線處壓力由3.0MPa下降到2.06MPa，返回閥PV7010因測(cè)量壓力低于設(shè)定值而自動(dòng)由46.7關(guān)至0%。因壓縮機(jī)出口單向閥堵塞，20:16，配氫流量由880m3·h-1下降到7m3·h-1，基本無流量。20:37，K104B右側(cè)一級(jí)出口溫度由75.7℃一直上升至121℃，左側(cè)一級(jí)出口溫度由77.8℃一直上升至113℃。為避免壓縮機(jī)嚴(yán)重受損，操作人員手動(dòng)停K104B。壓縮機(jī)單向閥為什么會(huì)被少量且體積較少的鐵銹堵塞，成為了技術(shù)人員心中的疑惑。

2014年11月21日，已切換為運(yùn)行的循環(huán)氫壓縮機(jī)K104A出口單向閥前壓力上升到3.5MPa，而單向閥后壓力只有2.7MPa，裝置操作人員觀察到此現(xiàn)象后主動(dòng)把K104A切換到K104B運(yùn)行。之后聯(lián)系裝置維保單位拆下此單向閥檢查，發(fā)現(xiàn)單向閥閥芯裝反，這在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)無法通過單向閥外表面的箭頭標(biāo)識(shí)判斷是否裝反，而上次K104B停機(jī)后出口單向閥拆下時(shí)未發(fā)現(xiàn)閥芯裝反，可能原因是當(dāng)時(shí)壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間在夜晚，鉗工因一時(shí)疏忽而沒有發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過對(duì)K104A出口單向閥閥芯調(diào)向后，試運(yùn)K104A時(shí)運(yùn)行正常。借此機(jī)會(huì)也對(duì)已停運(yùn)的K104B出口單向閥閥芯進(jìn)行調(diào)向，此后循環(huán)氫壓縮機(jī)運(yùn)行至今再也沒有出現(xiàn)出口單向閥前壓力上升的現(xiàn)象，但考慮到此2臺(tái)單向閥安裝時(shí)間已長(zhǎng)、密封不嚴(yán)，裝置準(zhǔn)備購(gòu)買新的單向閥更換。由于單向閥閥芯裝反，同時(shí)又因閥片裝偏導(dǎo)致氣體仍能經(jīng)過側(cè)邊的環(huán)形槽流通，但側(cè)邊的縫隙間距較小因此容易被管線中的鐵銹堵塞。至此，2014年10月8日循環(huán)氫壓縮機(jī)K104B停機(jī)的原因得到了合理的解釋。

3 結(jié)論與建議

制氫裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)K104B因出口壓力超高而手動(dòng)停機(jī)，其原因是單向閥閥芯裝反且同時(shí)閥片裝偏，在遇到管線中的鐵銹等臟東西時(shí)發(fā)生堵塞而導(dǎo)致單向閥閥前壓力升高。由此建議:裝置單向閥安裝時(shí)必須仔細(xì)檢查閥芯是否裝反；對(duì)于長(zhǎng)期停工后再次開工的裝置，需要拆下壓縮機(jī)入口過濾器、出口單向閥，用蒸汽或氮?dú)獯祾邏嚎s機(jī)入口、出口管線中的鐵銹等臟東西，同時(shí)清洗拆下的過濾器和單向閥。

Shutdown Cause Analysis of Recycle Hydrogen Compressor in 4×104Nm3/h Hydrogen Production Unit

XU Xiao-yun, ZHAO An-ji
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 964

B

1671-9905(2015)01-0051-02

許小云(1979-)，男，工程師，碩士研究生，現(xiàn)從事制氫裝置工藝技術(shù)工作，E-mail:xuxiaoyun2@petrochina.com.cn

2014-11-13