安小兵

(山西晉豐煤化工有限責(zé)任公司　山西高平048400)

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透平機的改造總結(jié)

安小兵

(山西晉豐煤化工有限責(zé)任公司山西高平048400)

山西晉豐煤化工有限責(zé)任公司采用透平驅(qū)動螺桿式二氧化碳壓縮機，自2008年8月投入運行以來，存在著運行周期短、透平機打氣量小等問題，通過探討和研究，決定對透平機進(jìn)行徹底檢查和部分改造。

1　存在的問題及解決措施

1.1透平機打氣量小

(1)在運行一段時間后，壓縮機一段出口壓力偏高，設(shè)計值為0.625 MPa，而實際值為0.650 MPa；壓縮機二段出口壓力偏低，設(shè)計值為2.06 MPa，實際值為1.96 MPa；高壓缸打氣量為17 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，低于設(shè)計值18 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，判斷為低壓缸發(fā)生竄氣，嚴(yán)重影響打氣量。停車拆檢時發(fā)現(xiàn)，低壓缸接觸面為鋼面密封，此種密封方式上下密封面之間存在0.2～0.3 mm間隙，造成壓縮機一、二段之間竄氣，影響打氣量達(dá)500～800 m3/h(標(biāo)態(tài))。于是采取了在壓縮機一、二段之間接觸的鋼面上銑槽并加裝密封墊的改進(jìn)措施。開車后效果良好，透平機打氣量提升，由原來的17 300 m3/h(標(biāo)態(tài))升至18 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，再未發(fā)生竄氣現(xiàn)象。同時，由于夏季溫度高，壓縮機一段進(jìn)口原料氣溫度相應(yīng)偏高，也會影響透平機打氣量。后來采用溴化鋰?yán)鋮s裝置對壓縮機一段進(jìn)口原料氣進(jìn)行降溫，壓縮機一段進(jìn)口原料氣溫度由30 ℃降低至15 ℃，從而提高了透平機的打氣量。

(2)由于動力蒸汽內(nèi)含有微量SiO2及Na+，在汽輪機葉輪高速旋轉(zhuǎn)過程中會黏附在葉輪上，造成葉輪阻力過大，進(jìn)而影響運行效率，壓縮機運行一段時間后，有效空間減少，影響透平機打氣量。以前清理葉片上的污垢只能停車拆檢，影響生產(chǎn)，故提出了不停車在線熱煮方法，即將動力蒸汽切換為不飽和蒸汽，通過蒸汽中夾帶的液態(tài)水對葉輪進(jìn)行清洗，在壓縮機各段進(jìn)口加入蒸汽，用蒸汽清洗各段葉片上的污垢，提高了壓縮機葉輪有效打氣空間，從而提高了透平機打氣量。

1.2水冷器冷卻效果差

機組運行一段時間后，由于循環(huán)水內(nèi)含有雜質(zhì)，導(dǎo)致水冷器冷卻效果減弱。為保證壓縮機各段溫度及排氣壓力在正常指標(biāo)范圍內(nèi)，應(yīng)定期對各段水冷器進(jìn)行反洗，以穩(wěn)定機組運行。

1.3壓縮機二段出口氣體壓力升高

運行一段時間后，壓縮機二段出口氣體壓力會逐漸升高，影響透平機的運行。由于壓縮機二段出口氣體經(jīng)脫硫系統(tǒng)進(jìn)入三段，原料氣中夾帶的脫硫劑會黏附在三段葉輪上，造成壓縮機二段排出阻力增大，使壓縮機二段出口氣體壓力升高，為此，對脫硫系統(tǒng)流程進(jìn)行了改造，改造方案示意如圖1所示。

圖1改造方案示意

由圖1可知，改造后壓縮機三段進(jìn)口氣體先經(jīng)過分離器，防止了脫硫劑夾帶進(jìn)入壓縮機葉輪，從而防止了壓縮機二段出口氣體壓力高而導(dǎo)致透平機運行周期短的問題。

2　干氣密封泄漏及改造

干氣密封是一種新型的非接觸式軸封。其主要流程為：0.6 MPa的隔離氣經(jīng)過濾器后減壓至30 kPa，分2路分別進(jìn)入高壓缸兩端的隔離系統(tǒng)，將潤滑系統(tǒng)與密封系統(tǒng)隔離，防止密封系統(tǒng)被污染，而后通過泄漏氣排出腔體。來自壓縮機三段出口的工藝CO2緩沖氣(壓力為8.38 MPa、溫度為110 ℃)被過濾、減壓，分2路(流量為60～80 m3/h)分別進(jìn)入高壓缸兩端的密封系統(tǒng)，少量泄漏氣排出。正常工作時，泄漏氣壓力為10～20 kPa、流量為11 m3/h。

在生產(chǎn)過程中，干氣密封多次發(fā)生泄漏，造成透平機停車檢修，嚴(yán)重影響透平機的穩(wěn)定運行。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，干氣密封緩沖氣在運行過程中會發(fā)生氣體中的水汽析出，導(dǎo)致水滴進(jìn)入干氣密封，從而造成干氣密封泄漏。為了保證緩沖氣內(nèi)水汽維持在氣態(tài)，必須保證緩沖氣溫度高于壓縮機四段出口溫度1～2 ℃，為此，在緩沖氣管道外增設(shè)蒸汽夾套，保證緩沖氣內(nèi)水汽維持在氣態(tài)，確保干氣密封的正常運行。改造后，干氣密封未發(fā)生過泄漏，透平機的運行周期由原3個月延長至3年。

3　結(jié)語

改造后，透平機從原先1個月檢修1次延長至1年檢修1次，尿素產(chǎn)量也由原班產(chǎn)330 t提高至370 t，這為穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。

2015- 05- 19)