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        超高壓壓縮機輔助十字頭溫度異常的原因分析及解決措施

        2020-02-06 01:16:46樊安寧馬文禮劉俊生陳國森盛艷花
        壓縮機技術(shù) 2020年6期
        關(guān)鍵詞:易損件填料壓縮機

        樊安寧,馬文禮,劉俊生,陳國森,李 縉,盛艷花

        (1.神華新疆化工有限公司,新疆烏魯木齊 831400;2.中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司,新疆克拉瑪依 834003)

        1 引言

        某高壓聚乙烯裝置引進德國巴塞爾(Basell)公司Lupotech TS高壓管式法工藝技術(shù)[1],該技術(shù)以乙烯為原料,丙醛或丙烯作為分子量調(diào)節(jié)劑(即鏈轉(zhuǎn)移劑),以過氧化物為引發(fā)劑,反應(yīng)器采用乙烯單點進料4段反應(yīng)的聚合方式,在240~310 MPa高壓狀態(tài)下生產(chǎn)低密度聚乙烯均聚產(chǎn)品。超高壓壓縮機C1202是對稱的兩級壓縮機,一段有4個缸,二段有6 個缸。一段將進氣從28.5 MPa 壓縮到大約120 MPa,二段的最終出口壓力大約為260 MPa,一段和二段的吸氣溫度均為40℃,通過調(diào)節(jié)吸氣壓力和溫度可以將壓縮機的負荷控制在設(shè)計負荷的95%~105%。二次機的一段入口與高循返回氣和一次機C1201的出口相連,來自一次機和高循返回氣中的乙烯,通過二次機C1202一段、中冷器E1210A/B、C1202二段,最終壓縮到聚合所需壓力,通過反應(yīng)器預(yù)熱器E1301A/B加熱至引發(fā)溫度,進入反應(yīng)器開始聚合反應(yīng)。C1202安裝有泄漏氣收集分離器V1204,V1204的氣體送至一次機C1201二段入口,分離出來的油通過廢油泵P1202A/B送至廢油罐。正常生產(chǎn)時V1204的操作壓力約為0.55 MPa,可以利用壓差將油送至廢油罐。

        2 壓縮機簡介

        C1202采用往復(fù)柱塞式壓縮機,型號K10,無備機,分二段壓縮共10個缸,一段4個缸,二段6個缸,結(jié)構(gòu)如圖1所示。10個缸水平布置在曲軸箱兩側(cè),一邊5個由電機直連帶動。與主機配套提供電機、潤滑系統(tǒng)、氣缸冷卻系統(tǒng)以及保護壓縮機安全運行的控制聯(lián)鎖系統(tǒng)。氣缸潤滑系統(tǒng)潤滑劑嚴格按專利商要求,采用TOTAL Orites DS270X。二次壓縮機出口壓力300 MPa(G),這種超高壓力往復(fù)活塞式壓縮機的設(shè)計制造及安裝,目前僅瑞士的Burckhardt Compression和意大利的GE Nuovo Pignone兩家有經(jīng)驗和成功使用業(yè)績。二次壓縮機設(shè)計、制造、安裝采用的標(biāo)準是制造廠標(biāo)準,主電機功率為23500 kW。K10型壓縮機相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

        由于超高壓壓縮機出口壓力可達300 MPa,壓縮機本身承受著相當(dāng)大的作用力,特別是壓縮機的運動機構(gòu)。對于蘇爾壽壓縮機來說,由于有輔助十字頭,運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn),軸瓦受載工況較好。主軸瓦水平放置,在油膜區(qū)域有-水平切口,對油膜穩(wěn)定成型雖有一定影響,但由于其受載工況較好,軸瓦的動壓潤滑油膜還是保持較好[2]。

        3 十字頭溫度異常典型案例

        2019年5月8日21:07二次機2B十字頭溫度TI12705升高至70℃。XSH_12700觸發(fā)ESD1303A,聚合反應(yīng)停止,班長立即匯報調(diào)度及裝置管理人員,各崗位做SP3A 之后的正常處理。21:08 V1203罐液位高報開關(guān)LS_12009報警,半小時后ESD1220觸發(fā),一次機停止,二次機正常運行。22:15啟動一次機,22:56建立聚合反應(yīng),23:00啟動擠壓機,裝置恢復(fù)正常生產(chǎn)。事件過程中二次機單獨運行37 min,工藝參數(shù)正常,未發(fā)生二次機停止運行情況。

        4 原因分析

        輔助十字頭溫度偏高,可從以下幾個方面排除故障:檢查、清潔、調(diào)整冷沖油系統(tǒng),檢查、更換導(dǎo)套,檢查、更換帶滑套的輔助導(dǎo)向,檢查彈性桿跳動,檢查柱塞跳動等,或者從儀表本省問題或者回路方面去考慮排除。

        圖1 壓縮機結(jié)構(gòu)示意圖

        表1 超高壓壓縮機相關(guān)技術(shù)參數(shù)

        4.1 冷沖油流量不足

        前期生產(chǎn)無限流孔板時,冷沖油系統(tǒng)油壓不可控制太高,約為0.35 MPa(壓力大、流速快,在潤滑部位不易形成油膜),現(xiàn)場采取將冷沖油去潤滑部位的手閥未全開,但是發(fā)現(xiàn)沖洗油回油視鏡內(nèi)(氣缸夾套) 有氣泡,視鏡內(nèi)油污較多。外商在現(xiàn)場查看后,將進入到低壓填料沖洗油閥門關(guān)小,再將進入到每段高壓填料夾套的冷沖油閥門開大,氣泡消失。之前產(chǎn)生氣泡原因為冷卻沖洗油流量不足,且溫度高導(dǎo)致[3]。

        4.2 冷沖油耗大

        檢修時發(fā)現(xiàn)二次機2段中體內(nèi)發(fā)現(xiàn)銅屑,拆檢分析為低壓填料減壓環(huán)磨損造成,導(dǎo)致冷卻沖洗油消耗量大從而導(dǎo)致輔助十字頭冷卻不足溫度異常。

        4.3 冷卻沖洗油油質(zhì)不純

        使用冷卻和沖洗油系統(tǒng)的壓力油來冷卻高壓填料函、沖洗低壓填料函和潤滑輔助導(dǎo)向。冷沖油設(shè)計換油時間為8000 h,隨著機組長周期運行,冷沖油純度有所降低,體現(xiàn)在系統(tǒng)過濾器壓差升高,壓差高報值為0.23 MPa,輔助十字頭溫度偏高時油壓壓差已經(jīng)為0.20 MPa,快接近報警值,此時說明油質(zhì)已經(jīng)變差。

        4.4 易損件損壞

        正常運行周期時,2B段輔助十字頭TI12705溫度較其他段偏高。2019年公司年度大檢修,對2B段輔助十字頭進行檢查發(fā)現(xiàn),彈性連桿損壞嚴重,是造成溫度升高的直接原因,通常造成輔助十字頭溫度升高的99%原因是此處磨損,溫度瞬間升高是brass墊圈的問題,溫度持續(xù)數(shù)月升高是此易損件損壞導(dǎo)致,易損件小黑塊centering bush(中心襯套)。

        5 解決措施

        5.1 提高冷卻油量

        對冷沖油進入高低壓填料、輔助十字頭入口管線法蘭中間加限流孔板。增加限流孔板后,可將現(xiàn)場手閥全開,提高冷卻油量。此外,將冷沖油壓力適當(dāng)提高,由原來的0.42 MPa提至0.45 MPa,經(jīng)過半年運行周期,冷沖油視鏡未出現(xiàn)氣泡等現(xiàn)象,機組溫度正常。

        表2 油品合格指標(biāo)

        5.2 重新設(shè)計低壓填料,降低油耗

        2015年布卡重新設(shè)計新的低壓填料,自更換投用以來,能夠有效降低磨損及潤滑油消耗。

        5.3 定期更換冷卻油并做油樣分析

        在二次機機組運行過程中,對冷沖油系統(tǒng)進行間隙排油、加新油,將以前使用周期長的冷沖油進行稀釋置換,保證油質(zhì)的干凈,并根據(jù)表2所示指標(biāo)每月對油樣進行分析比對,發(fā)現(xiàn)異常及時排查原因。

        5.4 降低冷沖油油溫

        冷沖油油箱電加熱器溫度正常設(shè)定為45℃,溫度過高,在潤滑部位形成的油膜太稀,起不到潤滑作用,溫度太低,油粘度偏高,流動性變差,易影響潤滑效果。在確保冷沖油潤滑效果的前提下,將油箱電加熱器現(xiàn)場溫度設(shè)定降低5℃左右,或者對油系統(tǒng)換熱器進行切換清洗,提高換熱效果,確保冷沖油經(jīng)過換熱器后溫度不高。

        6 結(jié)語

        本文通過對超高壓壓縮機輔助十字頭溫度異?,F(xiàn)象進行分析,從冷卻油量、冷卻油溫、冷卻油質(zhì)以及設(shè)備易損件等方面入手,找出溫度偏高的根本原因,通過增加限流孔板、更換冷卻油、降低冷卻油溫、重新設(shè)計新的低壓填料等措施,徹底解決了輔助十字頭溫度異常的問題。對防止事故擴大保證裝置平穩(wěn)安全運行具有積極作用。從當(dāng)前實施措施后的應(yīng)用效果看,自改進后該處溫度一直正常,未發(fā)生一起異常波動,同時也為國內(nèi)相關(guān)石化設(shè)備人員處理同類超高壓壓縮機輔助十字頭溫度異常問題提供了借鑒和參考。

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