(陽煤集團(tuán)壽陽化工有限責(zé)任公司,山西 晉中 045400)
陽煤集團(tuán)壽陽化工有限責(zé)任公司(以下簡稱陽煤壽陽公司)20萬t/a煤制乙二醇項(xiàng)目是山西省轉(zhuǎn)型綜改重大建設(shè)項(xiàng)目,對(duì)集團(tuán)公司調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有積極示范作用。酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)組是乙二醇裝置中的核心設(shè)備,其具有轉(zhuǎn)速高、體積大,對(duì)機(jī)組設(shè)計(jì)、制造、安裝、試車等各環(huán)節(jié)要求嚴(yán)格的特點(diǎn)。
酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)型號(hào)為DMCL602,采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng),型號(hào)為TB4N-2。輔機(jī)部分主要由防喘振冷卻器、入口分離器、潤滑油站、汽封冷凝器、抽氣器等組成。壓縮機(jī)為一段壓縮,共兩級(jí)葉輪。汽輪機(jī)為水平剖分背壓沖動(dòng)式汽輪機(jī),上下氣缸之間采用螺栓連接。離心壓縮機(jī)和汽輪機(jī)采用公用底座,機(jī)組為雙層布置,主機(jī)布置在樓上,潤滑油站等輔機(jī)布置在樓下。酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)共3臺(tái),跟酯化合成一一對(duì)應(yīng)。酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)汽輪機(jī)主要參數(shù)見表1。
表1 酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)汽輪機(jī)主要參數(shù)
(1)按照機(jī)組廠家提供的說明書和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢查,主要檢查項(xiàng)目包括軸承間隙、竄動(dòng)量、葉輪、隔板等項(xiàng)目。
(2)對(duì)壓縮機(jī)入口分離器、防喘振冷卻器、潤滑油箱等設(shè)備打開進(jìn)行拆檢,檢查設(shè)備內(nèi)部部件的安裝制造情況,同時(shí)防止安裝及運(yùn)輸過程中雜物進(jìn)入設(shè)備內(nèi),對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成影響。
(3)機(jī)組潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的化學(xué)清洗及清理,待清理合格后,先建立潤滑油系統(tǒng)機(jī)組外循環(huán),在回油口裝好臨時(shí)過濾網(wǎng),進(jìn)行清洗、跑油。跑油合格后,接好潤滑油管線,在機(jī)組進(jìn)油口裝好濾網(wǎng),建立潤滑油全循環(huán)。
(4)對(duì)壓縮機(jī)的工藝氣管路進(jìn)行吹掃、清理。
(5)對(duì)主蒸汽管線、背壓蒸汽管線等公用工程管線進(jìn)行嚴(yán)格地吹除,特別是對(duì)主蒸汽管線進(jìn)行嚴(yán)格地打靶試驗(yàn),確保試車合格。
(6)對(duì)干氣密封管線進(jìn)行酸洗、吹掃。
(7)打開機(jī)組電儀部件的接線盒,對(duì)接線方式及接線情況進(jìn)行檢查及整改,總控室和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行儀控電氣對(duì)應(yīng)調(diào)試,并確保調(diào)試合格。
(1)密封系統(tǒng)投用。打開去汽輪機(jī)隔離氣進(jìn)口手閥,汽輪機(jī)進(jìn)口兩手動(dòng)閥門,最后打開0.5 MPa(g)主密封氣管線手閥。
(2)油系統(tǒng)投用。主輔油泵、應(yīng)急油泵驗(yàn)電,打開主輔油泵、應(yīng)急油泵進(jìn)口及蓄能器進(jìn)出口閥門,啟動(dòng)主油泵。同時(shí)檢查油泵出口油壓、過濾器壓差、油溫是否符合開車要求。
(3)投用盤車。將盤車裝置上的滑板退出,使行程開關(guān)連鎖,確保汽輪機(jī)不能啟動(dòng);卸去軸蓋,使蝸桿與蝸輪接觸,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪扳手,使蝸桿與蝸輪完全嚙合;卸去棘輪扳手,在確認(rèn)已經(jīng)嚙合后裝上軸蓋;向箱體供油口供油;解除切斷盤車電機(jī)電源用的行程開關(guān),啟動(dòng)盤車電機(jī);盤車時(shí)應(yīng)傾聽缸體內(nèi)有無異常聲音,如發(fā)現(xiàn)異常,查明原因及時(shí)處理。
(4)投用汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)。完全開啟密封蒸汽冷凝器進(jìn)水閥,開啟冷凝器放空閥,將空氣排出,直到冷卻水溢出后關(guān)閉;投用汽輪機(jī)軸封蒸汽;打開蒸汽噴射器動(dòng)力蒸汽閥,并確定缸體壓力或密封套泄漏蒸汽壓力約為200mm水柱(真空)。
(5)蒸汽系統(tǒng)暖管。首先對(duì)汽輪機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)。汽輪機(jī)進(jìn)汽系統(tǒng)暖管,確認(rèn)汽輪機(jī)脫扣主汽閥完全關(guān)閉后,打開蒸汽進(jìn)汽閥前后疏水閥、汽輪機(jī)蒸汽室疏水閥及缸體疏水閥;緩慢引入中壓蒸汽;保持汽壓至0.3~0.5 MPa,暖管至自動(dòng)主汽門前,暖管約20~30min;緩慢關(guān)小疏水閥,以0.2~0.3MPa/min的速度升壓,在60min內(nèi)使蒸汽壓力升至全壓(注意:低壓暖管時(shí),升溫速率≤5 ℃/min,升壓速率≤0.1~0.15 MPa/min;升壓暖管時(shí),升壓速度要嚴(yán)格控制,還要保持蒸汽有一定的過熱度,一般控制在50~100 ℃比較安全);主蒸汽壓力溫度升至正常后,關(guān)閉蒸汽進(jìn)汽閥前后疏水閥、放空閥,速關(guān)閥前疏水閥,關(guān)小直至汽輪機(jī)完全啟動(dòng)后關(guān)閉,將蒸汽進(jìn)汽閥全開,關(guān)閉旁路閥。
同樣,按照嚴(yán)格的程序?qū)ζ啓C(jī)排汽系統(tǒng)暖管。
(6)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)。再次確認(rèn)速關(guān)閥前主蒸汽溫度大于380 ℃,合成系統(tǒng)與壓縮系統(tǒng)聯(lián)鎖復(fù)位后,停盤車系統(tǒng),待所有的啟動(dòng)條件具備后,建立啟動(dòng)油,速關(guān)油,開啟速關(guān)閥,點(diǎn)擊現(xiàn)場(chǎng)控制盤上的啟動(dòng)按鈕,啟動(dòng)汽輪機(jī)。嚴(yán)格按照升速曲線進(jìn)行低速暖機(jī)與高速暖機(jī),汽輪機(jī)在過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)要嚴(yán)格注意觀察蒸汽管網(wǎng)壓力與汽機(jī)的振動(dòng)值等各項(xiàng)指標(biāo),汽輪機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速達(dá)到最小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速后,其啟動(dòng)程序完成。
(7)注意事項(xiàng):①?zèng)_轉(zhuǎn)后,轉(zhuǎn)速必須在200 r/min以上,避免軸承內(nèi)引起混合摩擦;②當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)臨界轉(zhuǎn)速時(shí),要快速平穩(wěn)通過;③注意最小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)整是否正常;④根據(jù)需要與機(jī)組情況調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,必要時(shí)可適當(dāng)延長暖機(jī)時(shí)間;⑤沖轉(zhuǎn)前,在汽輪機(jī)前兩貓爪、排汽缸兩側(cè)各裝一千分表,記錄每側(cè)在一定轉(zhuǎn)速時(shí)熱膨脹值,保證軸向熱膨脹差<1.0 mm,水平方向熱膨脹差<0.5 mm;⑥啟動(dòng)前配合儀表校核電液轉(zhuǎn)換器,以保證其最大、最小行程與調(diào)速汽門的最大、最小行程完全吻合。
2016年4月23日和4月25日,分別對(duì)酯化循環(huán)機(jī)汽輪機(jī)進(jìn)行單機(jī)試車。在試車過程中,進(jìn)行了電子、機(jī)械打閘試驗(yàn)、超速試驗(yàn)等各項(xiàng)機(jī)組試驗(yàn),在機(jī)組升速到1 500 r/min時(shí),做緊急停機(jī)打閘試驗(yàn),在機(jī)組背壓蒸汽投運(yùn),并穩(wěn)定運(yùn)行2h后,做超速試驗(yàn)。
(1)主蒸汽管道吹掃長時(shí)間不合格,影響單機(jī)試車時(shí)間。酯化循環(huán)機(jī)汽輪機(jī)蒸汽管線采用從鍋爐送出來1支總管,到汽輪機(jī)界區(qū)后分為3支支管,主蒸汽壓力等級(jí)為3.8 MPa(g)。蒸汽吹掃壓力控制在2.0~3.0 MPa(g),蒸汽管線流程見圖1。采用升壓、降壓的方式反復(fù)吹掃,白天主蒸汽管道升壓、升溫、降壓吹掃,晚上8時(shí)以后,出于噪音對(duì)周圍環(huán)境的影響,蒸汽管線降溫、降壓。這樣反復(fù)吹掃長達(dá)1個(gè)月左右,在吹掃口放入靶板檢查,仍不合格。分析原因:一是3.8 MPa過熱蒸汽管線距離長,支管線較多;二是吹掃時(shí)采用一個(gè)吹掃口依次進(jìn)行吹掃,導(dǎo)致吹掃口間互相干擾,放入靶板時(shí)一直不能合格。分析清楚原因后,調(diào)整吹掃強(qiáng)度,增加了吹掃口,一周后在1#汽輪機(jī)吹掃口放入靶板檢查,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
圖1 蒸汽管線流程
(2)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后,控制油壓低,需啟動(dòng)2臺(tái)油泵。廠家配套的潤滑油泵為2臺(tái)流量相等、壓力相同的臥式螺桿油泵,出口壓力為1.0 MPa(g)。2臺(tái)油泵均采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),1臺(tái)為主油泵,另1臺(tái)為備用油泵,每臺(tái)油泵的流量均滿足正常生產(chǎn)所需流量的120%,正常生產(chǎn)中只需要啟動(dòng)1臺(tái)油泵便可滿足整個(gè)系統(tǒng)的需要,另1臺(tái)作為備用油泵,隨時(shí)可以投入運(yùn)行。1#汽機(jī)啟動(dòng)后,汽輪機(jī)的控制油壓僅為0.78 MPa(g),此時(shí)壓力調(diào)節(jié)閥已經(jīng)關(guān)死,立即啟動(dòng)備用油泵,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查、調(diào)整,但直至試車完成前,備用油泵還是停不下來。試車完后對(duì)各過濾器、換向閥等部件進(jìn)行再一次檢查,均沒有發(fā)現(xiàn)問題所在。最后分析原因,主要是潤滑油泵打量不足,油泵壓頭不能滿足使用要求,后來打開泵出口安全閥,該閥門也是一個(gè)減壓閥,用扳手適當(dāng)?shù)貕壕o閥門的彈簧張緊程度,使泵的出口壓力升高,經(jīng)過再試車,直至現(xiàn)在也沒有出現(xiàn)同樣的問題。
(3)汽輪機(jī)汽封漏氣量大。在3#機(jī)背壓蒸汽投運(yùn)后,汽輪機(jī)的汽封處蒸汽泄漏量大。該機(jī)組的汽封采用迷宮式梳齒密封,基本原理是通過密封齒的多級(jí)節(jié)流作用,減少蒸汽沿軸向泄漏。在汽封的上下兩個(gè)汽封塊之間以彈簧支撐,當(dāng)其接觸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí),借助彈簧的彈性,汽封可以向外彈開,使轉(zhuǎn)子不會(huì)由于過度摩擦和發(fā)熱而遭受損壞。由于在試車階段,發(fā)現(xiàn)汽封處漏氣量大后,根據(jù)試車前的預(yù)案,采取開大汽封冷凝器循環(huán)水、對(duì)循環(huán)水進(jìn)行排氣、排凈抽氣器出口積液等措施,但都沒有取得明顯的效果。在試車完成后,采取變更放空管線、取消放空管液袋等措施,但是都不能有效解決問題。經(jīng)查閱相關(guān)技術(shù)資料后,分析主要原因是3#汽輪機(jī)在設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、安裝水平等方面存在差異,迷宮梳齒密封在動(dòng)靜相碰時(shí),靜間隙無法補(bǔ)償,而且在實(shí)際安裝時(shí),由于擔(dān)心動(dòng)靜摩擦,間隙值都控制在設(shè)計(jì)值的高限,造成泄漏量增大。決定將汽封更換為新型蜂窩式密封型汽封,其工作原理是當(dāng)蒸汽流通過高齒進(jìn)入到蜂窩帶,并在壓力的作用下進(jìn)入蜂窩汽室時(shí),氣流在六角形汽室中形成渦旋,使氣流由水平方向改為向下的垂直方向,進(jìn)而借助氣流壓力形成一道”汽墻”,達(dá)到阻流、密封的作用[1]。在對(duì)汽封更換完成后,于2016年7月12日進(jìn)行再次單機(jī)試車,試車結(jié)果較正常。
在對(duì)各項(xiàng)試車過程中暴露出來的問題進(jìn)行整改后,汽輪機(jī)再進(jìn)行單體試車,試車完成后,裝配好聯(lián)軸器,試車密封,聯(lián)合壓縮機(jī)對(duì)機(jī)組進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試車。試車介質(zhì)為空氣,進(jìn)氣口設(shè)在壓縮機(jī)入口分離器人孔,并在人孔處增設(shè)簡易絲網(wǎng)過濾器,出口直排大氣,連續(xù)運(yùn)行4h,各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)值,運(yùn)行也較為穩(wěn)定。2016年7月20日,機(jī)組開始聯(lián)合合成系統(tǒng)帶負(fù)荷運(yùn)行,一直到現(xiàn)在運(yùn)行穩(wěn)定。汽輪機(jī)主要運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。
表2 汽輪機(jī)主要運(yùn)行數(shù)據(jù)
自2016年6月26日正式投料試車以來,3臺(tái)機(jī)組一直運(yùn)行平穩(wěn),各軸瓦溫度、振動(dòng)值、膨脹值等各項(xiàng)數(shù)據(jù)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。要做好機(jī)組的試車工作,一是在試車過程中要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及總控嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖紙檢查,無論大小問題,都不可掉以輕心;二是試車過程需編制嚴(yán)格的試車方案及應(yīng)急預(yù)案,組織相關(guān)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)、掌握;三是機(jī)組本體和輔機(jī)部分的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié),一定要盯緊、把關(guān),避免機(jī)組制造完成后帶著問題出廠[2]。
總之,酯化循環(huán)氣壓縮機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行,不僅給酯化合成系統(tǒng)的高效、滿負(fù)荷、穩(wěn)定運(yùn)行提供了的保證,更是加快了陽煤壽陽公司20萬t/a煤制乙二醇項(xiàng)目達(dá)標(biāo)、達(dá)產(chǎn)、達(dá)效的步伐。
[1]楊璟.汽輪機(jī)汽封改造[J].科學(xué)之友,2011(11):26.
[2]胡建洲.大型離心式壓縮機(jī)試車工作總結(jié)[J].天然氣與石油 2010(5):47.