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        GB201裂解氣壓縮機反轉(zhuǎn)的原因分析及處理

        2019-10-21 01:18:11任磊
        名城繪 2019年1期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        任磊

        1、前言

        GB201裂解氣壓縮機為公司級特護機組,是乙烯車間的核心設(shè)備,為裂解氣的分離提供相應(yīng)的壓力,滿足生產(chǎn)的需要,所以壓縮機運行的好壞直接影響著裝置的平穩(wěn)運行,影響著產(chǎn)品質(zhì)量,影響著裝置的能耗。4月12日壓縮機組聯(lián)鎖停車,通過對S8000在線監(jiān)測系統(tǒng)和DOC歷史記錄分析,找出機組停車時產(chǎn)生反轉(zhuǎn)的原因,并提出了處理方法。

        2、問題及原因分析:

        2.1設(shè)備概述

        2.1.1壓縮機工作原理:

        GB201壓縮機為離心式壓縮機,是利用旋轉(zhuǎn)葉輪實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換,葉輪隨軸高速旋轉(zhuǎn),在葉片的推動下,氣體在葉輪中受旋轉(zhuǎn)離心力和擴壓流動的作用,從葉輪出來后,氣體的壓力和速度提高,然后利用擴壓器使氣流減速,將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?,氣體的壓力提高。這時葉輪中心形成一個稀薄的空間,入口管路中氣體又被吸入葉輪不斷旋轉(zhuǎn),在離心力作用下,連續(xù)不斷的吸入甩出氣體,這樣形成離心壓縮機連續(xù)的工作。

        2.1.2主要參數(shù):

        GB-201機組為蒸汽透平驅(qū)動離心壓縮機組。透平制造商為:德國西門子;壓縮機制造商為:上海鼓風機廠有限責任公司(技術(shù):Hitachi,Ltd Tokyo Japan)。

        E-GBT201

        型式:EM-GBT201為抽氣凝液式 規(guī)格型號:EHNK32/37-3

        額定功率:10750Kw 額定轉(zhuǎn)速:6100rpm

        最大連續(xù)轉(zhuǎn)速:6405 rpm 脫口轉(zhuǎn)速:7046 rpm

        第一臨界轉(zhuǎn)速:3500 rpm 設(shè)計蒸汽壓力:11770KPag

        蒸汽溫度:515℃ 排汽壓力:-89 KPag

        抽氣壓力:3430 KPag 重量:18800Kg

        E-GB201

        水平剖分三缸(高、中、低壓)離心式壓縮機 介質(zhì):裂解氣

        入口壓力:0.129MPA 出口壓力:3.974MPA

        軸功率:8308KW 轉(zhuǎn)速:6100RPM

        驅(qū)動機類型:透平

        功 率:9701KW 級數(shù):6(高)/7(中)/6(低)

        2.2事情經(jīng)過:

        2011年4月12日10:17:11,乙烯裝置GB201壓縮機聯(lián)鎖停車(S8000系統(tǒng)顯示的時間為2011年4月12日10:29:06)。隨后通過對SOE及DCS的歷史記錄信息進行調(diào)取分析,判斷是由于壓縮機透平GBT201近壓縮機側(cè)徑向軸瓦溫度TAHH2056值突然跳變超過聯(lián)鎖設(shè)定值(130℃),引起GB201壓縮機聯(lián)鎖動作停車。

        在聯(lián)鎖停車過程中,轉(zhuǎn)速從4945rpm下降到0rpm,轉(zhuǎn)子惰走時間為6秒,接著又從0rpm上升到3181rpm,時間為7秒,再經(jīng)過70秒的惰走后下降至零,S8000系統(tǒng)監(jiān)測的轉(zhuǎn)子軸心軌跡圖(如圖)

        通過S8000監(jiān)測到的軸心軌跡圖和轉(zhuǎn)速圖來分析,GB201裂解氣壓縮機組在10:29:12秒第一次轉(zhuǎn)速為0 rpm時的正反進動的變化可以看出轉(zhuǎn)子實際的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向相反,說明該機組在停車過程轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。

        2.3原因分析:

        2.3.1GBT201為抽氣凝液式汽輪機,如果抽氣止回閥出現(xiàn)泄漏,大量的蒸汽通過止回閥進入汽輪機可以為轉(zhuǎn)子提供動力,使得其產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。

        通過DCS對抽氣壓力參數(shù)趨勢的分析, 10:17:10(機組停車時)抽汽壓力為3333Kpa,10:18:00的抽汽壓力為3331 Kpa,因為機組是在停機6秒時發(fā)生的反轉(zhuǎn),而抽氣壓力在停機50秒時還未出現(xiàn)明顯變化,從而可以排除由于抽氣止回閥出現(xiàn)泄漏蒸汽進入汽輪機提供動力導致機組反轉(zhuǎn)的可能性。

        2.3.2在機組停車后,裂解氣壓縮機沒有在正向轉(zhuǎn)速降至零前將系統(tǒng)的壓力平衡掉,系統(tǒng)存在反向推動力引起壓縮機轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。通過S8000系統(tǒng)調(diào)取停車數(shù)據(jù)可以看出,機組在停車6秒鐘時轉(zhuǎn)速降到0rpm,該機組在工藝流程控制上設(shè)置了三段出口返壓縮機入口控制閥(FC202)和五段出口返四段入口控制閥(FC211),兩個控制閥在機組停機后3-5秒內(nèi)100%打開,因此,壓縮機各段出口介質(zhì)壓力對轉(zhuǎn)子的阻力矩作用應(yīng)大于3-5秒。在此過程中,透平主氣門動作關(guān)閉后,壓縮機各段出口壓力保持運轉(zhuǎn)狀態(tài),對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的阻力矩作用,通過DCS可以看出一段入口壓力、三段出口壓力、五段出口壓力在停車過程中發(fā)生的變化(如下表)。

        通過數(shù)據(jù)表格可以看出,在第一次速度為零時三段出口壓力和一段入口壓力,五段出口壓力和三段出口壓力都存在一定的壓差,機組轉(zhuǎn)速在6秒左右急劇降到0rpm。然后7秒轉(zhuǎn)速上升到3181rpm,再70后秒轉(zhuǎn)速為零,總共83秒,機組轉(zhuǎn)子儲備的彈性勢能(能夠引起轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的)釋放出來,壓縮機轉(zhuǎn)子在對介質(zhì)做功和軸承阻力的作用下較緩和的停止了轉(zhuǎn)動。

        綜上所述,GB201壓縮機出現(xiàn)反轉(zhuǎn)是由于裂解氣壓縮機沒有在正向轉(zhuǎn)速降至零前將系統(tǒng)的壓力平衡掉,系統(tǒng)存在反向推動力引起壓縮機轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動。

        3、預防措施

        3.1建議請設(shè)計部門對機組反向轉(zhuǎn)動力進行核算,以保證在正向轉(zhuǎn)速降為零之前,使機組系統(tǒng)壓力達到平衡。

        3.2三段出口增加放火炬管線及停車聯(lián)鎖打開功能,五段出口放火炬閥增設(shè)停車聯(lián)鎖打開功能,從而保證機組系統(tǒng)壓力快速平衡。

        3.3建議將一段入口放火炬壓力控制設(shè)定值適當提高。

        3.4鑒于GB201歷次非計劃性停車存在反轉(zhuǎn)的情況,建議組成GB201反轉(zhuǎn)問題攻關(guān)小組,找出反轉(zhuǎn)原因,并利用大修機會予以解決。

        4、結(jié)論

        通過對S8000在線監(jiān)測系統(tǒng)和DOC歷史記錄分析,找出機組停車時產(chǎn)生反轉(zhuǎn)的原因是裂解氣壓縮機沒有在正向轉(zhuǎn)速降至零前將系統(tǒng)的壓力平衡掉,系統(tǒng)存在反向推動力引起壓縮機轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動,并提出了處理方法。

        (作者單位:天津石化公司)

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