穆 坤

(黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州黔西，551500)

1 氨冰機(jī)工藝

(1)冰機(jī)主要是給脫硫脫碳工段提供-38℃冷量，除此之外，還為乙二醇精餾工段提供-20℃和-15℃冷量，也為尾氣處理工段提供-15℃冷量。氨氣壓縮機(jī)由低壓缸+高壓缸和驅(qū)動(dòng)透平組成，驅(qū)動(dòng)透平采用3.82MPa過熱蒸汽作透平介質(zhì)，考慮全廠蒸汽平衡，驅(qū)動(dòng)透平型式選用部分抽汽和部分冷凝型式(抽凝式)。

(2)來自低溫甲醇洗溫度為-38℃，壓力為0.08 MPa(A)和來自乙二醇精餾溫度為-20℃，壓力為0.18 MPa(A)的氣氨經(jīng)一段進(jìn)口分離器氣液分離后，進(jìn)入低壓缸的一段入口經(jīng)三級(jí)葉輪壓縮至0.21MPa(A)，二段加氣溫度為-10℃，壓力為0.28 MPa(A)，進(jìn)入二段進(jìn)口分離器經(jīng)氣液分離后，進(jìn)入低壓缸的二段經(jīng)4級(jí)葉輪壓縮至0.44MPa(A)，107.5℃。經(jīng)低壓缸段間冷卻至40℃后，進(jìn)入壓縮機(jī)的三段，經(jīng)三級(jí)葉輪壓縮至0.8MPa、100℃后。經(jīng)三段出口冷卻器冷卻至40℃，與來自省功器的氣氨匯合后進(jìn)入四段入口分離器氣液分離，進(jìn)入壓縮機(jī)第四段經(jīng)4級(jí)葉輪壓縮至1.751MPa(A)、121.5℃，經(jīng)最終出口氨冷凝器冷凝后，液氨進(jìn)入液氨過冷器(E-2406)過冷至-20℃，送往各個(gè)用戶作為冷卻劑，當(dāng)一段進(jìn)口分離器中帶液時(shí)，通過位差和重力將液氨回收到中間收集罐，然后利用壓縮機(jī)出口高壓氣氨加壓后，送至省功器內(nèi)。

(3)氨氣壓縮機(jī)共設(shè)三個(gè)氣體回流線和三個(gè)噴液氨冷卻降溫管線，此六根管線共同組成三個(gè)防喘振回路，分別保護(hù)氨氣壓縮機(jī)的一段缸、二段缸和四段缸。

(4)工藝流程如圖1。

圖1 氨冰機(jī)工藝流程圖

2 工藝特點(diǎn)

(1)汽輪機(jī)與壓縮機(jī)共同使用同一個(gè)基座，節(jié)省占地空間。

(2)汽輪機(jī)采用抽凝式汽輪機(jī)，回收利用部分蒸汽至低壓蒸汽管網(wǎng)使用。

(3)壓縮機(jī)各段加氣按照壓力等級(jí)的不同分別進(jìn)入各段壓縮，同時(shí)壓縮機(jī)出口增加省功器，減少壓縮機(jī)功耗。

3 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及原因分析

3.1 進(jìn)口分離器頻繁帶液

冰機(jī)在試車過程中一段進(jìn)口分離器頻繁帶液，導(dǎo)致壓縮機(jī)緊急停車，嚴(yán)重影響整個(gè)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)必須切氣至變換放空，后系統(tǒng)緊急停車，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

在開車初期，由于加減負(fù)荷過快，操作過猛，前后工序協(xié)調(diào)等因素都會(huì)導(dǎo)致冰機(jī)帶液。另外在管道設(shè)計(jì)上存在不合理的地方，整個(gè)管廊呈U型狀態(tài)，開停車和運(yùn)行過程中都會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)積存液氨，瞬間帶入分離器內(nèi)。工藝負(fù)荷大幅度波動(dòng)等因素存在時(shí)，致使進(jìn)口分離器帶液嚴(yán)重威脅壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。

3.2 干氣密封故障

該機(jī)組使用都是帶中間迷宮串聯(lián)式干氣密封，主要配置一級(jí)密封、二級(jí)密封、后置隔離氣。一級(jí)密封主要作用是阻擋機(jī)組內(nèi)介質(zhì)向外泄漏，機(jī)組內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)有梳齒密封，通過梳齒密封向外泄漏的工藝氣量剛好被一級(jí)密封進(jìn)氣阻擋，起到密封工藝介質(zhì)的作用。如果一級(jí)密封氣泄漏，首先經(jīng)過一級(jí)密封腔排放至火炬，為了防止繼續(xù)向軸端泄漏，二級(jí)密封設(shè)計(jì)防止一級(jí)密封向軸端泄漏，起到安全防護(hù)作用。后置隔離氣起到阻擋潤(rùn)滑油向密封腔內(nèi)噴射，污染密封面，同時(shí)阻擋部分二級(jí)泄漏氣外漏。

在試車過程中一級(jí)密封泄漏氣流量顯示為零，以此判斷二級(jí)密封失效，導(dǎo)致放空流量為零。如果一級(jí)密封泄漏量過大，說明是一級(jí)密封失效，但是通過驗(yàn)證，關(guān)閉二級(jí)密封進(jìn)口閥門，壓縮機(jī)各缸體一級(jí)泄漏量均歸零，說明一級(jí)密封起到密封效果，沒有導(dǎo)致缸內(nèi)介質(zhì)泄漏至二級(jí)密封腔。

一級(jí)密封過濾器壓差過大，按照設(shè)計(jì)要求過濾器壓差小于100kPa，但實(shí)際運(yùn)行過程中達(dá)到300kPa左右，嚴(yán)重超過一級(jí)密封與平衡管壓差要求大于100kPa，經(jīng)過檢查一級(jí)密封過濾器濾芯材質(zhì)不符合要求，出現(xiàn)破損情況，堵塞通道，其次過濾器的過濾面積太小，無法滿足運(yùn)行要求。

3.3 汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)大

該汽輪機(jī)使用的是杭?xì)庵心艿某闅饽狡啓C(jī)，額定功率是4020kW，原始開車過臨界轉(zhuǎn)速(一階3900—5000r/min)時(shí)，汽輪機(jī)進(jìn)氣端振動(dòng)大導(dǎo)致聯(lián)鎖跳車。經(jīng)過大修拆檢汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和軸瓦也沒有出現(xiàn)明顯機(jī)械故障現(xiàn)象，通過排查主要存在幾個(gè)方面的問題，首先是汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)的暖機(jī)不充分，缸體排凝效果不好，中壓蒸汽帶水，汽輪機(jī)過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)速率太慢。

4 優(yōu)化操作

(1)一段進(jìn)口分離器帶液，導(dǎo)致液位聯(lián)鎖跳車，通過變更分離器液位聯(lián)鎖結(jié)果為關(guān)閉進(jìn)口兩位閥，同時(shí)各段防喘振閥失電打開，成功避免帶液頻繁開停車次數(shù)，提高壓縮機(jī)的運(yùn)行安全。

(2)開車過程中在一級(jí)密封進(jìn)氣管線上增加電加熱器，提高一級(jí)密封氮?dú)鉁囟?，使氮?dú)饨?jīng)過節(jié)流后的溫度得到提高，避免密封面無法開啟，保證放空流量正常。增大干氣密封二級(jí)密封腔體導(dǎo)淋排放量，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入密封面，污染密封。

(3)汽輪機(jī)振動(dòng)大直接威脅機(jī)組是否安全穩(wěn)定運(yùn)行，在暖機(jī)方面，首先增大中壓蒸汽管道的排凝，延長(zhǎng)冷態(tài)暖機(jī)時(shí)間至40分鐘，提高中壓蒸汽管網(wǎng)的溫度至440℃以上，使汽輪機(jī)進(jìn)口達(dá)到設(shè)計(jì)溫度425℃以上，暖機(jī)期間加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)缸體的排凝。通過改變汽輪機(jī)過臨界轉(zhuǎn)速的升速速率(由50轉(zhuǎn)提高至60r/s)。同時(shí)汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)降低中壓蒸汽壓力至3.5MPa左右，減少蒸汽對(duì)機(jī)組的反沖力度產(chǎn)生的振動(dòng)。

5 技術(shù)改造

(1)由于管廊設(shè)計(jì)存在U型狀態(tài)，通過在一段進(jìn)口分離器下面增加一臺(tái)中間液氨收集罐，利用位差和重力作用，一段進(jìn)口分離器帶液時(shí)，自動(dòng)將一段分離器內(nèi)的液氨排放至中間收集罐，然后通過高壓氣氨加壓送至閃蒸槽內(nèi)，成功避免了冰機(jī)連續(xù)帶液威脅機(jī)組安全運(yùn)行。

(2)增加一級(jí)密封過濾器的過濾面積，增加6倍過濾量，在過濾精度不變的情況下有效解決一級(jí)密封過濾器壓差大和平衡管壓差小的弊端，同時(shí)更換過濾器的濾芯為不銹鋼加燒結(jié)陶瓷材質(zhì)，成功解決了濾芯破損帶來壓差大的問題。

6 結(jié)語(yǔ)

該公司30萬(wàn)噸/年乙二醇制冷裝置采用氨制冷，汽輪機(jī)使用杭?xì)庵心艹闅饽狡啓C(jī)，壓縮機(jī)使用的是沈鼓集團(tuán)離心壓縮機(jī)，該裝置適用于30萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)能乙二醇和同類型裝置，能有效控制壓縮機(jī)進(jìn)口負(fù)壓和汽輪機(jī)各種負(fù)荷運(yùn)行，嚴(yán)格規(guī)范對(duì)汽輪機(jī)和壓縮機(jī)干氣密封的優(yōu)化操作，實(shí)現(xiàn)了裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。