氢氮气压缩机组故障分析及运行管理

资源类型:pdf 资源大小:78.00KB 文档分类:工业技术 上传者:代笠

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【作者】 王越峰 

【出版日期】2005-04-20

【刊名】石油和化工设备

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氢氮气压缩机组是中原大化集团公司大型合成氨装置中的关键设备之一,采用意大利辛比隆公司的双缸三段BCL407-2BCL407型离心式压缩机,德国西门子公司的ENK32/45抽汽冷凝式蒸汽透平驱动机。它的安全、稳定运行,将直接影响到合成氨装置的长周期生产。氢氮气压缩机组自投运以来,随机事故不断,其故障发生率仅次于空气压缩机组。笔者拟从分析机组典型事故入手,就机组日常运行管理做一综合阐述,以供借鉴。1故障原因分析及对应措施1.1机组调节系统故障机组转速调节系统包括感应机构、信号转换、放大、执行机构以及传动机构和调节阀等。PG-PL型乌德瓦特调速器通过减速齿轮与透平主轴相连,感受机组的转速信号,并将机组转速的变化通过油动机活塞输出一位移变化信号,信号转换机构通过其主要部件压力变换器将调速器输出的位移变化信号转换为二次油压的变化信号,直接作用于错油门滑阀上,经转换、放大成为控制油的脉动信号,从而使油动机输出位移信号改变,传动机构由此来调整调节阀的开度,最终达到改变透平进气量、控制机组转速的目的。错油门滑阀是调节系统中信号转换、放大的关键部件。为使其工作灵敏,不产生卡涩,采取了旋转式滑阀,滑阀中心通入高压油,高压油经滑阀中心孔到达上部轮盘,轮盘上开有径向和切向通道,高压油沿切向喷射,油流的反作用力使滑阀产生旋转。由于滑阀有一定的旋转速度,因而在滑阀的侧表面产生了较大的侧压力。这种力可以抵抗住使滑阀发生偏斜的歪斜力和偏压力,使错油门滑阀上下移动灵活。可以通过调节高压油进入滑阀中心孔的调整螺钉来增加或减少通入滑阀中心孔的油量,来调节错油门滑阀的旋转速度。机组调节系统故障,其明显特征是调速器控制失效,机组转速大幅波动,机组及负荷波动,从而严重威胁机组安全及系统连续运行。机组调节系统波动,原因往往不易判断,因此随即处理存在一定的困难。但通过多年的实践摸索,基本搞清了调节系统产生波动的机理,并采取了一系列的措施来消除诱发调速系统波动的因素。这些措施包括:(1)大检修,更换新的调速器,旧的调速器送往专业厂家检查、调校、备用。(2)错油门和其他调节系统部件检修,要严格检修程序,确保检修质量。(3)机组试车前,调节系统要进行静态整定调试,使二次油压与调节阀的行程相对应,且线性关系良好,由此可以检验错油门、油动机及调节阀等调节执行机构动作是否灵活。(4)2003年当机组再次出现调节系统大幅波动,公司组织工艺、设备技术人员对调节系统进行了深入细致的检查,发现错油门滑阀不转圈,经过认真分析研究,认为滑阀内腔充油量小、油脏,造成滑阀工作不灵活。通过调整螺钉,增大了高压油进入滑阀中心孔的油量,滑阀工作恢复正常,从此没再出现类似事故。(5)本年度大修,对公用油循环系统进行了化学清洗,彻底清除油循环管路的内壁因长期运行沉积的污垢、油泥等。从运行情况看,效果很好。(6)作为备用手段,制作了专用卡具,以便在调节系统发生波动、采取的措施无效时,使用专用卡具,采用调节阀限位的方法,使机组负荷稳定,从而保证机组和负荷的连续性。氢氮气压缩机组调节系统故障及处理措施见表1。1.2压缩机油系统故障油系统是压缩机组的命脉,它的稳定运行是压缩机组安、稳、故障原因处理措施(1)真空系统不严密、漏气检查泄漏部位并修理(2)抽气器喷嘴堵塞投用辅助抽气器,清洗原用抽气器喷嘴(3)冷却水温度高或量小降低冷却水温度或增加冷却水量(4)凝汽器水侧堵塞、结垢清洗凝汽器(5)凝汽器液位高淹没了列管及时启动两台冷凝液泵运行或打开冷凝液总管排放阀(6)低压蒸汽压力波动或压力低,抽气器达不到工作能力提高蒸汽工作压力并保持稳定(7)汽轮机轴封间隙大或轴封蒸汽压力调整不合适,沿轴封漏入空气更换汽轮机轴封或调整轴封蒸汽压力(8)凝汽器至抽气器的管线阀门为全开全开该阀(9)汽轮机负荷过高、排气量太大调整机组负荷(10)汽轮机排汽安全阀未建立水封送密封水建立水封表2蒸气透平真空系统故障及处理故障原因故障现象处理措施(1)仪表风压信号中断转速降至调速器最低转速,压缩机喘振,负荷波动转速改为现场同步调速器控制提速,系统调整,检修仪表风压变送器(2)错油门、油动机卡涩,动作不灵活二次油压变化,转速调节滞后,转速及负荷波动清洗、检修错油门、油动机(3)调节阀卡涩,传动杆弯曲变形转速调节滞后或失效,调节机构震动检查调节阀填料,矫正传动杆弯曲(4)调速执行弹簧预紧力不够,疲劳调节系统震荡,转速波动调整弹簧预紧力或更换弹簧(5)调速器波动转速大幅波动,负荷波动,压缩机喘振调整补偿针阀位置,调速器补充油位,震荡排气,调速器检修(6)油质太脏错油门、油动机卡涩清洗油循环系统和油过滤器(7)二次油压与调节阀的开度不线性转速调节不线性,转速及负荷波动调校二次油压与调节阀的行程相对应,且线性关系良好(8)调速器联轴节断开调速汽门突然全开,转速显示为零,二次油压增大到最大值转速改为现场同步调速器控制降速,参照事故前的二次油压值和调节阀开度,使机组出口压力、流量与系统负荷相符(9)错油门滑阀不旋转错油门卡涩,动作不灵活调节调整螺钉,增加充油量,清晰、检修错油门,清洗油循环系统(10)蒸气参数太低或蒸汽压力波动透平耗汽量增大,负荷波动恢复蒸汽参数,检查、调整蒸汽管网表1氢氮气压缩机组调节系统故障及处理长、优连续运行的前提。2003年7月,合成气压缩机组跳车,产氨中断7h,原因是:密封油高位槽液位出现低联锁信号,密封油辅泵自启动后,润滑油压力随即出现低联锁信号,润滑油辅泵自启动,操作人员只发现润滑油双泵运行就将其辅泵停下,触发压缩机润滑油压力低联锁,导致氢氮气压缩机组跳车。分析几次密封油高位槽液位出现低联锁信号的原因:(1)仪表故障,7月份停车的根本原因就是DCS07站多点模拟量输入输出卡M AC*A插卡故障;(2)机组升降速过快或负荷大幅波动;(3)油路堵;(4)自力式调节阀卡涩等。这就要求主控和压缩操作人员要密切合作,杜绝误操作,发现问题,及时对应解决。2004年度2月份大修时,仪表对PLC、DCS进行了调试,并更换了DCS07站插卡,并对所有的调节阀都进行了调校,至今油系统未发生类似事故。1.3透平真空系统故障表面冷凝器的真空度是凝汽式透平安全运行的重要影响因素之一。真空度下降,将使透平排汽压力升高,透平做功效率明显下降;真空度过低,将会严重威胁机组的安全。历年大修合成气压缩机组运行一段时间后,真空系统工况就会恶化,其明显特征是真空度下降,压缩机打气量下降,机组耗汽量增大,系统压力高等。2002年10月表冷器的一台冷凝液泵气化,操作人员在进行备用泵泵体排气时未关泵入口阀和双泵之间的连通阀,使其与真空系统隔离,导致表冷器液位过高,使真空度过低,氢氮气压缩机组联锁跳车。导致冷凝器真空度下降的原因很多,主要原因是由于真空冷凝器水侧堵塞或结垢后,使其换热能力大幅下降,凝汽器工作能力下降。结垢是水系统、设备、工艺交互作用的结果。为保证该设备安稳长期运行,我们在水处理系统改善阻垢配方,严控指标,并从设备、操作着手,设法避免结垢的环境条件,从多方面防垢、除垢,取得了良好效果。需要强调的是,若出现氨气压缩机跳车,应及时将其透平的轴封漏气阀关闭,使氢氮气压缩机降在最低转速下维持运行,以防止真空破坏引发氢氮气压缩机组联锁跳车,事故扩大化。蒸气透平真空系统故障及处理措施见表2。2氢氮气压缩机组的运行管理搞好机组的日常运行维护管理工作,是有效避免机组发生故障的强有力保证。2.1机组油系统的管理(1)定时对机组的油箱油位、机泵的运行情况、油温、油压、各控制调节阀阀位、透平和压缩各轴承点的温度、回油情况等进行巡回检查。(2)定期对机组润滑油进行分离、过滤,定期分析油质。(3)过滤器压差高时,要及时切换、清洗或更换滤芯。(4)油系统曾出现的故障:有压缩机润滑油自力阀故障,油系统剧烈震荡;处理办法是监视润滑油压力,打开润滑油自力阀的旁路阀,关闭其前后截止阀,交出检修,并尽快投用。(5)油路堵塞,轴承温度高。原因是更换过滤器时,纸牌商标或杂物进入油系统,压缩机上油孔板被堵塞,导致轴承温度超高,只有停机处理。(6)公用油和压缩机油系统都发生过滤芯被压扁,过滤器压差急剧升高的故障。其原因,一是油中进水,纸芯吸水膨胀,过滤压差急剧升高,滤芯很快被压扁;二是公用油油冷器在疏通、清洗后,壳侧长期沉积的大量的油泥、沉渣脱落,油系统循环后被带进过滤器中,附着在滤芯上,造成滤芯堵塞,滤芯被压扁。2.2透平、压缩机运行管理按要求对机组启动条件进行检查,做好机组启动的一切准备工作。严格按机组启动程序启动,暖管、暖机、升速。调整控制负荷,都要按照操作程序进行。压缩机负荷调整要遵循“提压先升速,降压后降速”的原则,杜绝误操作,避免压缩机喘振。密封油回收系统要正常,释放气回路要畅通,防止回油不畅,油进入压缩机缸体。机组运行中的典型故障除了调节系统波动外,就是压缩机发生喘振,表现为误操作或机械故障,比如失速喘振、误操作、调速风压中断、系统憋压等。加强机组运行状态监测与故障检测,定时巡检、及时掌握并记录机组的运行参数,监听机组的运行状况。掌握故障发展的趋势,可以预知维修,减少故障停机损失,提高设备寿命周期费用效率。2.3辅助系统运行管理透平蒸气参数应严格控制。若高、中压蒸气带水,会使蒸汽管网、透平等设备产生水击,甚至造成严重的设备事故。低压蒸汽温度低、带水,同样会引起管线水击、真空抽气器工作效率下降等。真空系统巡检内容,有冷凝液泵的运行情况,包括:油质、油位、密封水情况、压力、电流等;表面冷凝器液位、液位控制阀开度;透平轴封汽压力;低压蒸汽压力、温度,抽气器运行情况等。压缩机的段间分离器液位,要做到及时排放。氢氮气压缩机组故障分析及运行管理@王越峰$中原大化集团有限责任公司!河南濮阳457000

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