韓建軍，張華

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川　750026）

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)不能正常備用的探討及解決措施

韓建軍，張華

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

本文對(duì)二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)不能正常備用存在的問題進(jìn)行了剖析，有針對(duì)性地提出了解決措施，并對(duì)今后的安全運(yùn)行提出了可行性的意見和建議。

儀表風(fēng)；干燥器；再生；露點(diǎn)

1　二化肥儀表風(fēng)工藝流程介紹

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)（設(shè)備位號(hào)為J-24201）為ZH三級(jí)水冷式離心壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)打量6 000 m3/h。干燥器系統(tǒng)目前有兩套：一套為與壓縮機(jī)配套的6 000 m3/h干燥器；另外一套為2014年增加的設(shè)計(jì)能力為10 000 m3/h的新干燥器。

空氣原料經(jīng)過儀表風(fēng)壓縮機(jī)加壓至0.8 MPa后，與空氣壓縮機(jī)（設(shè)備位號(hào)為101-J）補(bǔ)入的約2 000 Nm3/h～4 000 Nm3/h的空氣一同進(jìn)入干燥器系統(tǒng)進(jìn)行干燥，得到露點(diǎn)≤-40℃的干燥儀表風(fēng)并入儀表風(fēng)管網(wǎng)。若儀表風(fēng)壓力過高，可通過干燥器系統(tǒng)入口的PCV-102自動(dòng)泄壓至工廠風(fēng)系統(tǒng)（見圖1）。

2　問題的發(fā)現(xiàn)

根據(jù)近幾年二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)的運(yùn)行故障記錄（見表1），共總結(jié)出以下幾類問題：

表1　二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)故障記錄

圖1　二化肥儀表風(fēng)系統(tǒng)流程圖

（1）干燥器處理能力小，儀表風(fēng)露點(diǎn)不合格；（2）油冷器及空氣換熱器冷卻水壓力太低，流量小，運(yùn)行時(shí)間長容易造成油溫或段間溫度高，儀表風(fēng)壓縮機(jī)聯(lián)鎖跳車；（3）無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自啟動(dòng)；（4）儀表風(fēng)壓縮機(jī)郵箱油溫低，無法快速達(dá)到啟動(dòng)條件；（5）新干燥器再生氣量太大、再生時(shí)間過長，造成儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力波動(dòng)幅度過大、頻率過快；（6）切機(jī)過程中崗位人員協(xié)調(diào)欠缺；（7）隱患及低標(biāo)準(zhǔn)較多。

3　問題的分析和解決

3.1干燥器處理能力小，儀表風(fēng)露點(diǎn)不合格

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)原有兩套干燥器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)能力6 000 Nm3/h，由于空壓機(jī)（101-J）補(bǔ)入2 000 Nm3/h～4 000 Nm3/h空氣，導(dǎo)致干燥器系統(tǒng)處理能力不足，儀表風(fēng)露點(diǎn)無法達(dá)到合格指標(biāo)。同時(shí)，其中一臺(tái)干燥器程控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障且干燥器盤管整體沖刷減薄，有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)；另外一臺(tái)干燥器程控閥內(nèi)漏嚴(yán)重。對(duì)此，公司新采購了一套處理量為10 000 Nm3/h的干燥器系統(tǒng)，滿足了儀表風(fēng)壓縮機(jī)及空壓機(jī)補(bǔ)充儀表風(fēng)干燥能力不足的要求，也降低了兩套老式干燥系統(tǒng)操作的風(fēng)險(xiǎn)。

表2　干燥器未改造前露點(diǎn)數(shù)據(jù)

2013年10月二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)全月運(yùn)行、干燥器未改造前儀表風(fēng)露點(diǎn)的分析數(shù)據(jù)（見表2）。從中可以看出：全月共分析儀表風(fēng)露點(diǎn)數(shù)據(jù)30次，合格10次，不合格20次，合格率33.3％，嚴(yán)重影響著儀表風(fēng)系統(tǒng)及化肥裝置的安全運(yùn)行。

保水劑稱高吸水劑、超強(qiáng)吸水樹脂(superabsorbent polymer，SAP)，是一種能夠吸收自身原來尺寸和重量數(shù)倍水分的化合物。保水劑吸水后形成的水凝膠可緩慢釋放水分供作物利用，同時(shí)又能增強(qiáng)土壤保水性，改良土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤理化性質(zhì)、作物根系生長發(fā)育等，進(jìn)而影響水分和溶質(zhì)在土壤中的運(yùn)移規(guī)律和作物生理機(jī)能，提高化肥的利用率（見圖1、圖2、圖3）。

表2　干燥器未改造前露點(diǎn)數(shù)據(jù)（續(xù)表）

表3　干燥器改造完分析數(shù)據(jù)

2014年，新干燥器改造投運(yùn)后，全年二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)共運(yùn)行三次，運(yùn)行期間露點(diǎn)分析數(shù)據(jù)全部達(dá)到合格指標(biāo)（見表3）。通過這次改造，不僅顯著的提高了二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)的儀表風(fēng)產(chǎn)品品質(zhì)，而且干燥系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性也得到了有力的保障。3.2油冷器及換熱器壓力低，儀表風(fēng)壓縮機(jī)跳車

油冷器及空氣換熱器冷卻水壓力太低，流量過小，運(yùn)行時(shí)間長容易造成油溫低或段間溫度太高，儀表風(fēng)壓縮機(jī)聯(lián)鎖跳車。

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)冷卻水原設(shè)計(jì)由二化肥循環(huán)水裝置提供，保留原低壓消防水管線作為備用冷卻水。2013年12月二化肥裝置停工后，循環(huán)水裝置隨之停運(yùn)，儀表風(fēng)壓縮機(jī)循環(huán)冷卻水只能使用低壓消防水，由于低壓消防水管線引自一化肥低壓消防水管網(wǎng)，經(jīng)前端各用戶分流后壓力逐漸降低至0.18 MPa，造成二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)循環(huán)冷卻水欠缺。2014年4月，二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)在啟動(dòng)后屢次發(fā)生段間溫度高壓縮機(jī)跳車現(xiàn)象。2014年5月8日，經(jīng)過前期評(píng)估、測定，成功對(duì)二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造后二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)循環(huán)冷卻水由一化肥循環(huán)水系統(tǒng)供給，并在循環(huán)水上水管線增加管道泵提高循環(huán)水壓力至0.45 MPa，有效地增加了儀表風(fēng)壓縮機(jī)空氣換熱器和油冷器的換熱效果，并實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水的正常回收（見圖2）。

改造前后油溫及段間換熱器介質(zhì)溫度（見表4）。

表4　二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)循環(huán)水改造前后溫度

9月，因甲醛廠循環(huán)水回水壓力較高，導(dǎo)致儀表風(fēng)壓縮機(jī)冷卻水回水阻力增大，段間空氣溫度高跳車一次。針對(duì)這次事件，通過修改操作規(guī)程，要求二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)啟動(dòng)前必須將甲醛廠循環(huán)水回水切至儲(chǔ)罐，得到了圓滿的解決。

圖2　改造后循環(huán)水系統(tǒng)流程

3.3聯(lián)系廠家及第三方修改PLC控制程序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自啟動(dòng)

2015年8月，針對(duì)一化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)出現(xiàn)故障后儀表風(fēng)系統(tǒng)壓力無法及時(shí)通過補(bǔ)充N80和啟動(dòng)二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)保障問題，經(jīng)過阿特拉斯廠家同意，通過第三方PLC控制廠家重新下裝程序并修改部分參數(shù)，2015年9月3日和9月6日，通過反復(fù)調(diào)試，在二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)新、舊干燥器同時(shí)具備運(yùn)行的情況下，采取停機(jī)時(shí)舊干燥器進(jìn)、出口閥打開（進(jìn)出口程控閥設(shè)定程序保持常開狀態(tài)），卸載閥關(guān)閉；新干燥器進(jìn)、出口程控閥關(guān)閉實(shí)現(xiàn)了二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)在儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力達(dá)到0.60 MPa時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)并投運(yùn)舊干燥器并入儀表風(fēng)管網(wǎng)的目標(biāo)，在多次試驗(yàn)中得到安全、穩(wěn)定、可靠的驗(yàn)證。

3.4二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)廠房暖氣改造、油箱增加盤管，提高油箱油溫

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)在啟動(dòng)前，可編程邏輯控制器自動(dòng)檢查程序會(huì)自動(dòng)檢查潤滑油溫是否達(dá)到允許啟動(dòng)的最低值。壓縮機(jī)開機(jī)設(shè)計(jì)油溫最低為25℃，正常情況下，將開機(jī)旋鈕轉(zhuǎn)到“就地”或“遠(yuǎn)程”控制模式即可實(shí)現(xiàn)油箱電加熱器自動(dòng)加電工作，使之保持在要求的最低溫度之上。

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)極限環(huán)境溫度最低為5℃，冬季寧夏地區(qū)環(huán)境氣溫較低，最低可達(dá)-20℃以下。二化肥裝置停運(yùn)后，原有供二化肥裝置區(qū)的暖氣系統(tǒng)隨之停用，儀表風(fēng)壓縮機(jī)廠房只能采用封閉等臨時(shí)保溫措施保證環(huán)境溫度在0℃左右。這種情況下，無法達(dá)到儀表風(fēng)壓縮機(jī)要求最低環(huán)境氣溫5℃以及油溫達(dá)到25℃以上才能啟動(dòng)的條件（見表5）。

表5　極限工況

2016年1月，二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)在緊急啟動(dòng)過程中，由于油溫達(dá)不到啟動(dòng)條件無法啟運(yùn)，給公司化肥裝置的安全運(yùn)行造成了極大的威脅。為了解決此問題，通過與廠家協(xié)商和專家溝通，制定了三條解決措施：3.4.1廠房暖氣改造，提高廠房內(nèi)環(huán)境溫度2016年1月，通過評(píng)估和技術(shù)改造，從一化肥余熱回收暖氣系統(tǒng)引入暖氣水至二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)廠房，提高廠房環(huán)境溫度約10℃左右。但由于處于一化肥暖氣水系統(tǒng)末端，溫度遞減較大，無法保證油箱油溫在25℃以上。3.4.2油箱增加臨時(shí)蒸汽盤管加熱器，提高油箱油溫儀表風(fēng)壓縮機(jī)油箱原設(shè)計(jì)有一組電加熱器，可實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度在20℃左右時(shí)加熱油箱油溫至25℃以上。經(jīng)過與廠家協(xié)商，可通過再增加一組電加熱器來實(shí)現(xiàn)油箱溫度達(dá)到儀表風(fēng)壓縮機(jī)啟動(dòng)條件。但考慮到油溫偏低只限于冬季極冷時(shí)間段，且油箱增加電加熱器、程序改造成本高等原因，不做改造。

2016年2月，經(jīng)過商議，臨時(shí)增加一組S5低壓蒸汽盤管作為技改，技改后儀表風(fēng)壓縮機(jī)靜態(tài)油溫明顯提高。3.4.3儀表風(fēng)壓縮機(jī)啟動(dòng)開關(guān)打到“就地”或“遠(yuǎn)程”控制模式保證PLC面板控制程序始終處于激活狀態(tài)，使得系統(tǒng)為保持潤滑油恒定溫度，油泵保持運(yùn)行，油箱電加熱器始終處于通電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)儀表風(fēng)壓縮機(jī)在緊急啟動(dòng)時(shí)，油溫達(dá)到啟動(dòng)條件。

2016年2月底后，沒有再發(fā)生儀表風(fēng)壓縮機(jī)因?yàn)橛蜏氐蜔o法啟動(dòng)現(xiàn)象。屬地單位每15 d對(duì)儀表風(fēng)壓縮機(jī)試運(yùn)行一次，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)得到處理，保證儀表風(fēng)壓縮機(jī)的良好備用。

3.5聯(lián)系廠家修改新干燥器PLC控制程序

2016年6月12日，二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)在一化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)故障緊急啟動(dòng)及檢修完兩次切機(jī)并氣過程中，儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力發(fā)生急劇下降且無法恢復(fù)至0.65 MPa以上，最低下降至0.48 MPa，一化肥被迫補(bǔ)充N80維持儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力，經(jīng)過多次進(jìn)行二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)啟動(dòng)、并氣試驗(yàn)，最終判斷為新干燥器再生氣量太大且再生（運(yùn)行）時(shí)間太短導(dǎo)致大量管網(wǎng)儀表風(fēng)從再生氣調(diào)節(jié)閥通過再生罐外泄、管網(wǎng)壓力未來得及蓄壓即開始泄壓，從而發(fā)生儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力急劇下降且壓力無法提高現(xiàn)象。

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)新干燥器為微熱再生干燥器，規(guī)格型號(hào)為HWR-10000，設(shè)計(jì)再生耗氣≤6％，常壓下出氣露點(diǎn)為-50℃～-60℃。6月13日，經(jīng)過廠家同意，分兩次將新干燥器再生時(shí)間、再生氣量、均壓時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后進(jìn)行切機(jī)試驗(yàn)、觀察，儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力未再發(fā)生波動(dòng)且儀表風(fēng)壓力明顯上升，露點(diǎn)參數(shù)也達(dá)到了合格指標(biāo)（見表6）。

表6　新干燥器PLC控制程序調(diào)整前后數(shù)據(jù)

3.6召開協(xié)調(diào)會(huì)，統(tǒng)一切機(jī)過程中操作協(xié)調(diào)程序

在一化肥、二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)多次切機(jī)過程中，由于操作協(xié)調(diào)不到位經(jīng)常發(fā)生一化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)卸載閥（放空閥）未關(guān)完、二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)即開始手動(dòng)卸載現(xiàn)象，從而造成儀表風(fēng)管網(wǎng)壓力急劇下降。針對(duì)這種情況，2016年6月，通過完善儀表風(fēng)運(yùn)行方案、修訂操作卡等方式對(duì)切機(jī)過程中崗位人員的操作和協(xié)調(diào)進(jìn)行了統(tǒng)一，并在此后的試機(jī)過程中收到了良好的效果。

3.7隱患及低標(biāo)準(zhǔn)整改

二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)及兩套干燥器系統(tǒng)由于運(yùn)行時(shí)間長及裝置停運(yùn)維護(hù)不到位等原因，長期存在PLC控制操作不靈敏、程序紊亂及干燥器分子篩粉化、程控閥頻繁故障等現(xiàn)象。2012年起，多次對(duì)隱患及低標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了整改（見表7）。

表7　二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)隱患及低標(biāo)準(zhǔn)整改清單

4　遺留問題

2016年6月13日，在進(jìn)行二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)：一化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)后，二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)在自動(dòng)卸載過程中入口導(dǎo)葉關(guān)至15％后，防喘振閥不動(dòng)作導(dǎo)致二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)出口壓力太高喘振跳車。經(jīng)過電儀相關(guān)技術(shù)人員對(duì)防喘振閥的動(dòng)作線性進(jìn)行檢查、校對(duì)，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

為避免二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)出口超壓，通過修改操作規(guī)程，當(dāng)壓縮機(jī)自動(dòng)卸載時(shí)用排放閥PCV-102來控制壓縮機(jī)出口壓力，雖然在此后的運(yùn)行過程中二化肥儀表風(fēng)壓縮機(jī)再未發(fā)生喘振現(xiàn)象，但不能排除卸載時(shí)入口導(dǎo)葉閥位關(guān)至最小、防喘振閥動(dòng)作緩慢或者不動(dòng)作的可能性。

5　結(jié)語

針對(duì)以上遺留問題，今后將從以下幾個(gè)步驟探討實(shí)施的可能性：（1）修改防喘振閥動(dòng)作壓力。即將PLC控制面板中防喘振閥打開設(shè)定壓力由0.85 MPa逐步調(diào)整至≤0.83 MPa，并觀察防喘振閥的動(dòng)作靈敏度；（2）通過修改入口導(dǎo)葉動(dòng)作的設(shè)定條件或限定入口導(dǎo)葉閥位來強(qiáng)制防喘振閥提前動(dòng)作；（3）通過修改或恢復(fù)原始PLC控制程序觀察入口導(dǎo)葉及防喘振閥的動(dòng)作反應(yīng)；（4）更換新一代PLC控制面板及程序。

TE964

A

1673-5285（2016）08-0146-06

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.034

2016-07-26