趙勇群 陳啟雷 王小龍

(安徽泉盛化工有限公司安徽滁州233290)

6MD50氫氮壓縮機優(yōu)化改造總結(jié)

趙勇群 陳啟雷 王小龍

(安徽泉盛化工有限公司安徽滁州233290)

0 前言

合成氨生產(chǎn)裝置選用往復活塞式氫氮壓縮機，高、低壓機分開，高壓機運行總體平穩(wěn)；6MD50型低壓機排氣量為471 m3/min(標態(tài))。該低壓機在生產(chǎn)運行過程中，主機部分零部件及輔助設(shè)備匹配不合理，工藝不配套，給生產(chǎn)運行帶來安全隱患，嚴重制約了裝置產(chǎn)能的提升。為了提高該低壓機運轉(zhuǎn)率，降低生產(chǎn)成本、減少勞動強度，結(jié)合實際工況對其部分部件進行改造。

1 6MD50型壓縮機存在的問題

(1)壓縮機氣閥使用周期短，一段使用周期 在50 d左右，二、三、四、五段使用周期在20 d左右，檢修頻繁；

(2)二段～五段活塞環(huán)使用周期短，特別是三、四、五段，使用周期僅30 d；

(3)低壓機二段連桿大頭瓦經(jīng)常出現(xiàn)連續(xù)燒瓦現(xiàn)象，1個月內(nèi)出現(xiàn)2次；

(4)循環(huán)油泵原廠家配套是齒輪型式，與電機連接方式是尼龍齒形套，經(jīng)常因油泵故障或聯(lián)軸套損壞造成壓縮機停機；甚至因油泵聯(lián)軸套損壞造成全廠停車1次。

2 原因分析

(1)氣閥使用周期短。特別是夏季尤為明顯，由于壓縮機抽排氣量大、氣體溫度偏高，一段活門更換時閥座及閥片上附著大量的硫黃和煤焦油；二～五段活門進氣溫度高，氣體中水分分離不盡，造成氣體帶水，打斷氣閥彈簧和閥片，嚴重影響打氣量。氣體溫度高的原因系循環(huán)水量小，水中菌藻類尸體黏泥吸附在壓縮機各段換熱器列管上，影響了氣體的換熱效果。

(2)活塞環(huán)使用周期短。壓縮機正常運行時，由于循環(huán)水量小造成每段氣缸的溫度高，加速了活塞環(huán)的磨損速率。檢修時，還發(fā)現(xiàn)氣缸內(nèi)有缺油現(xiàn)象，特別是二、四、五段比較嚴重，說明氣缸注油量不足。同時，還發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)和支撐環(huán)偏磨嚴重，說明活塞在往復運動中，活塞不能處在同一中心線上。

(3)2014年4月，出現(xiàn)2次連桿瓦燒瓦現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)二段連桿瓦供油不足，因連桿瓦油路流程與其他機型有區(qū)別，潤滑油首先從“十字頭”上下滑道進入，依次進入“十字頭”、“十字頭”銷、連桿小頭瓦、連桿大頭瓦，由此可見，大頭瓦是潤滑的最后環(huán)節(jié)。進入大頭瓦的潤滑油由“十字頭”銷中部的2只孔經(jīng)過，油量偏小，連桿大頭瓦與曲軸摩擦產(chǎn)生的熱量不能及時帶走，是燒瓦的主要原因。

(4)循環(huán)油泵稀油站廠家選用齒輪油泵，設(shè)計使用壽命3～6個月。設(shè)備在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)油泵部件磨損過大造成負荷增加，甚至油泵抱死。廠家采用尼龍齒形護套聯(lián)軸器，在油泵負荷增加時，為了保護電機，將較薄弱的尼龍齒形護套損壞，以保護油泵電機。

3 改造措施及效果

3.1 活門的改造

(1)該低壓機的一段活門閥座和閥片附著大量硫磺和煤焦油。解決方法：①從工藝上著手解決，開好脫硫靜電除焦器和洗滌塔；②壓縮機進口增設(shè)溴化鋰冷卻器，在降低壓縮機一入進氣溫度，充分冷卻分離一入氣體中的水含量的同時，又增加了壓縮機的吸氣量；③采用新技術(shù)，將一段氣閥改造成防污氣閥。

(2)該低壓機的二段至五段活門與一段都改為防污氣閥，閥片由鋼片改為PEEK工程塑料閥片。

以上該低壓機的改造于2014年6月完成，經(jīng)其運行結(jié)果表明，活門使用周期明顯延長，一段使用周期達7～8個月，二段至五段使用周期達3個月。每月節(jié)約維修費用5萬多元，同時減少影響生產(chǎn)20臺時(6MD50型機，按1 h 1臺時計)，合成氨產(chǎn)量增加200 t。

3.2 活塞環(huán)使用周期短的改造

(1)將該低壓機的一段至三段活塞環(huán)由聚四氟乙烯材質(zhì)改為PES增強型塑料。

(2)支撐環(huán)由設(shè)計托瓦型(活塞外圓的 1/3)改為整圓型，較大地降低了活塞往復運動時在氣缸內(nèi)的跳動偏磨。

(3)該低壓機的三段活塞原設(shè)計支撐環(huán)在活塞中間，將活塞加工改造，支撐環(huán)改到活塞兩端，即增加了活塞運行時的平穩(wěn)性，又對活塞環(huán)進行了保護。

(4)將該低壓機的四、五段活塞環(huán)和支撐環(huán)由聚四氟乙烯材質(zhì)改為PEEK工程塑料，增強耐磨性。

(5)氣缸注油量偏少，特別是二、四、五段，有針對性地對氣缸進行小改造，在氣缸在原注油孔的180°位置上增加一個注油點，注油量增加了1倍。

3.3 氣缸溫度高和排氣溫度高的再次改造

(1)氣缸夾套、填料冷卻水流速慢，回水溫度高(溫度達70 ℃)。解決方法：在氣缸、填料冷卻水管進口增設(shè)管道泵，將循環(huán)水壓力由0.22 MPa提高至0.45 MPa，可將系統(tǒng)熱量及時帶走。

(2)氣體溫度高。解決方法：首先將三段、四段水冷器進行改造，將三段水冷器換熱面積由原設(shè)計的95 m2擴大至140 m2，四段水冷器換熱面積由78 m2擴大至110 m2。2015年8月，三段、四段水冷器改造完成投用后，水冷后氣體溫度由45 ℃下降至27 ℃。

(3)循環(huán)水系統(tǒng)中菌藻黏泥不能充分分離，部分黏泥吸附在換熱器列管上。解決方法：將換熱器冷卻水配備反沖洗裝置，定期將冷卻器內(nèi)黏泥排出，泥水分離后循環(huán)水再回收到冷卻水系統(tǒng)。

經(jīng)過以上技術(shù)改造措施實施后，6MD50型低壓機運轉(zhuǎn)周期較大地延長，各段活塞環(huán)的運轉(zhuǎn)周期由原來的20 d 延長至90 d。每月節(jié)約維修費用8萬元，減少影響生產(chǎn)25 臺時，合成氨產(chǎn)量增加250 t。

3.4 低壓機二段連桿大頭瓦供油不足

對“十字頭”銷油孔進行改造，將對稱2孔改為3孔等分的方式，增加連桿瓦的潤滑油量；將潤滑油壓力由0.35 MPa提升至0.5 MPa。

3.5 循環(huán)油泵使用周期短

選用了新型螺桿油泵，電機選用質(zhì)量過硬的熱繼電器保護，自2014年8月在4#機使用至今，運行穩(wěn)定。

3.6 鋁鎂連桿瓦

曲軸頸光潔度不達標和曲頸橢圓度超差值過大時使用鋁鎂連桿瓦，在曲軸的修復上起到良好的作用；但鋁鎂合金瓦材質(zhì)相對較硬，在設(shè)備運行達2 200 h后要及時換成巴氏合金瓦，以免對曲軸造成過度磨損。

4 結(jié)論

新設(shè)備在初次試用時，難免會出現(xiàn)一些問題，積極與制造廠家進行技術(shù)研究，采用走出去、請進來的方式主動向同行業(yè)學習新經(jīng)驗、新方法。通過1年多的努力，4 臺新型低壓機存在的問題得到解決，保證了整個裝置長周期穩(wěn)定運行。年節(jié)約維修費用150萬元，年減少影響生產(chǎn)540臺時，年多生產(chǎn)合成氨超過5 000 t，與2015年同期相比，可增加可觀的經(jīng)濟效益。

2016- 08- 11)