影响循环气压缩机长周期运行的原因分析

王 哲

（中国石油独山子石化公司乙烯厂，新疆 独山子 833600）

某厂甲醇装置设置的2台循环气压缩机组，一开一备。其作用是将合成工序出来的合成气升压后与转化工序出来的新鲜气混合送入合成工序大循环。循环气压缩机运行效果一直不理想，故障较多，严重影响了生产。通过原因分析，采取相应措施后，取得了较好的效果。

一、压缩机技术参数

甲醇装置循环气压缩机为固定水冷对称平衡二列一级无油润滑型往复活塞式压缩机，压缩机采用上进下出方式。其工艺流程见图1，压缩机的相关技术参数见表1。

二、影响循环气压缩机长周期运行的原因分析

1.压缩机填料冷却回水超温、填料使用周期短

循环气压缩机运行初期，压缩机填料冷却水回水温度经常出现超温情况，最高达50℃，填料更换次数较频繁。原因分析如下：

表1 压缩机相关技术参数

(1)厂家提供的锁闭环、密封环和节流环等配件质量不良，部分配件内径不圆、厚度差别大，导致密封失效。(2)填料密封盒冷却水流量偏小。

2.压缩机管线振动大

(1)根据现场情况，循环气压缩机动力平衡性能良好，压缩机进行空负荷运行时，管线振值均在正常的范围内，但加载负荷后管线振动振幅才随机变大，说明管线振动是由于气流脉动引起的。

(2)两台循环气压缩机的主机安装在标高4m的二层楼面，原设计进出口阀门、管线标高都超过2.8m，管线的支撑、管卡仅仅起到承重的作用而未起到固定作用。管架大部分为φ114mm×7mm无缝钢管和少量300mm槽钢，刚度偏小，导致整个管系的固有频率偏低，容易发生共振。防振管卡强度不够，焊接质量不高，易断裂，且防振管卡无衬垫，这些都增加了产生共振的倾向。

(3)压缩机排气缓冲器排污阀门及管线无支撑，在压缩机振动的情况下，极易疲劳，导致焊缝裂纹，从而发生泄漏。

3.压缩机气阀故障

2006年1月，循环气压缩机排气量降低，根据压缩机气阀的声音以及进气阀温度上升的情况判断，气阀可能出现损坏。拆检后发现弹簧和阀片部分断裂，阀座密封面损坏，汽缸内的积液量较多。原因如下。

(1)介质带液。循环气压缩机压缩的主要介质为氢气和甲烷，但其中还含有少量的甲醇气体。由于温差的影响，一部分甲醇气体在50多米的入口管线里冷凝成液体，并随气流进入压缩机，尤其在冬天介质带液更为严重。这些液滴对压缩机气阀产生液击，使气阀失效。

(2)介质腐蚀。由于循环气中含有少量的CO2，对阀片及弹簧有腐蚀，加速了阀片和弹簧疲劳破坏。

(3)弹簧失效。由于弹簧失效，阀片受力不均匀产生附加弯矩，加大了撞击受力，导致阀片断裂。

4.压缩机轴瓦磨损

(1)甩油环接头结构不合理。甩油环固定螺钉无弹簧垫片易松脱，螺钉与轴瓦接触摩擦后造成甩油环不能正常随轴旋转，致使轴瓦缺油损坏。

(2)润滑油不合适。循环气压缩机电机轴瓦选用TSA46汽轮机油，由于它的黏度较低，导致油膜不能形成，致使轴瓦因润滑不正常损坏。

三、处理措施

1.填料冷却效果

为了增大填料盒冷却水流量，将其回水管径从3/8″提至1″，同时将回水管直接接入回水总管进一步降低阻力，使冷却水回水温度从改造前的50℃降至30℃，取得了良好的效果。

2.解决压缩机管线振动问题

(1)改变管线的布局

将循环气压缩机80%的管线标高降低至1m以下，压缩机进出口阀门由垂直安装改为水平安装，有效的降低了管线振动。同时拆除压缩机排气缓冲器排污法兰后阀门及管线，用盲板封堵。

(2)增加管架、加强管线支撑

循环气压缩机出口至合成气混合罐、合成工序至循环气入口缓冲罐之间的管线支撑，采用了双柱式H型钢做管架以增加稳固性，支撑数量由原来不足18个增加到30多个。同时，对现有管架由钢架支撑改为钢筋混凝土支撑，以增加刚性

(3)改造缓冲器

通过校核计算，发现原缓冲器容积达不到API618标准要求。现将原容积为0.68m3的缓冲器扩容为2.03m3。并在原缓冲器内增加弯头及一段直管，在上面开小孔构成滤波元件，提高了脉动气流衰减。

(4)缓冲器的入口加孔板

在管线系统大容器入口处加孔板，可以削弱气流脉动孔板开孔尺寸应按下式计算：d/D=0.43～0.50(d为孔板孔径，D为管子内径)，在此范围内，气流脉动的衰减效果最明显。经计算在循环气压缩机的左右两列入口缓冲器的入口法兰处分别增加了一块φ59mm×106mm×4mm的孔板，效果很好

3.增加甲醇分离器并加强切液操作管理

为了减少压缩机带液运转，在缓冲罐前增设了一级甲醇分离器。同时，强化现场巡检，及时对压缩机排液。

4.改进甩油环、更换润滑油

由于甩油环接头易松动。现将甩油环上沉孔内径扩大0.5mm，安装螺钉防松弹簧垫片，并将联结螺钉更换为内六方螺钉保证安装预紧力达标。同时更换润滑油，采用黏度较高的HM68抗磨液压油，改善轴瓦润滑情况。

5.加强质量管理

对配件质量严格把关，加强和厂家的沟通，确保配件出厂质量合格。制定科学合理的检修方案和验收程序，确保检修质量。

四、结语

通过采取以上措施，甲醇装置循环气压缩机的检修频次大大降低，由2005年的7次减少到现在的每年1次，不仅降低了设备维修费用，而且大大延长了压缩机的运行周期。

[1]党锡淇，陈守五.活塞式压缩机气流脉动与管道振动[M].西安:西安交通大学出版社，1984.

[2](美)汉隆(PaulC.Hanlon)，郝点等译.压缩机手册[M].北京:中国石化出版社，2003.