原料气压缩机填料接筒配氮气管改造运行总结

武秀伟

(山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606)

1 原料气压缩机结构

山西焦化股份有限公司20万t/a甲醇项目压缩装置原料气压缩机型号4M50-388/25-BX活塞式压缩机有5台，其中，3台原料为焦炉气，2台原料为水煤气。该型号压缩机为对称平衡型，气缸水冷，压力循环润滑，电机拖动，各列气缸水平布置并分布在曲轴两侧，其基本部分由机身、曲轴、连杆、十字头组成，作用是连接基础与气缸部分并传递动力；压缩部分由接筒、气缸、活塞、密封填料、气阀、刮油环等组成，其作用是形成压缩容积和防止气体泄漏。

2 原料气压缩机填料接筒改造前状况

甲醇厂合成车间原料气压缩机为活塞式往复压缩机，原料为焦炉煤气，机组运行时，随着压缩机活塞的往复运动，会有少量的工艺气体从活塞杆填料泄漏至缸侧接筒内，少量通过接筒中间填料泄漏至曲轴箱侧接筒内，虽然缸侧接筒及曲轴箱侧接筒上都设置有放空管线，但在实际运行中发现，填料气放空效果并不理想，随着压缩机活塞杆的往复运动，曲轴箱侧接筒内泄漏的煤气串入至曲轴箱，导致曲轴箱及填料函接筒内可燃气含量均偏高，若达到其爆炸极限4%，容易发生着火、爆炸等事故。为了消除机组安全隐患，对原料气压缩机填料接筒采取了氮气通风保护措施[1-2]。

3 原料气压缩机填料接筒改造技术方案

由于原料气压缩机各段填料函缸侧及曲轴箱侧接筒均设有一段去小集液罐的排液管线，填料基本没有油液泄漏排出，因此，利用此管线通入氮气，然后从现填料接筒放空管线放空，保证填料函接筒内氮气正压通风无可燃气。具体改造方法如下。

1) 在现0#、1#原料气压缩机入口氮气双道阀间配置一根DN20的氮气管线，并连接至小集液罐入口各段填料接筒排液总管上。

2) 将0#、1#原料气压缩机各段填料接筒放空总管从原一段入口放空管断开并封堵，然后，将填料气放空管单独配管至厂房北侧放空。

3) 在小集液罐填料泄漏气阀及放空阀前插盲板，然后从泄漏气阀前配管接至放空阀后。

4) 在小集液罐入口管线法兰处插盲板。

改造前、后示意图见第80页图1、图2。

4 原料气压缩机填料接筒及曲轴箱改造过程

针对原料气压缩机填料接筒及曲轴箱可燃气含量偏高的问题，于2017年1月至2月，经过反复研究，制定了可行性改造方案，2017年3月6日开始对0#原料气压缩机各段填料接筒进行了配氮气管线改造，并于2017年3月25日完成。改造后机组试运行效果明显，各段接筒内可燃气得到了有效控制。2017年4月5日借鉴0#原料气压缩机改造经验，对1#原料气压缩机各段填料接筒进行配氮气管线改造，并于4月23日改造完成。

图1 改造前示意图

图2 改造后示意图

4.1 原料气压缩机改造情况

4.1.1 0#原料气压缩机改造情况

3月6日，在0#原料气压缩机入口氮气双道阀间配置了一根DN20的氮气管线，并连接至小集液罐入口各段填料接筒排液总管上。

3月16日，将0#原料气压缩机各段填料接筒放空总管从原一段入口放空管断开并封堵，然后，将接筒填料气放空管单独配管至厂房北侧放空。

3月25日，从小集液罐填料泄漏气阀前配管接至小集液罐放空阀后，完成了气缸填料泄漏管的单独放空，0#机改造实施完成。

4.1.2 1#原料气压缩机改造情况

4月5日，在1#原料气压缩机入口氮气双道阀间配置了一根DN20的氮气管线，并连接至小集液罐入口各段填料接筒排液总管上。

4月15日，将1#原料气压缩机各段填料接筒放空总管从原一段入口放空管断开并封堵，然后，将接筒填料气放空管单独配管至厂房北侧放空。

4月23日，在小集液罐填料泄漏气阀前配管接至小集液罐放空阀后，完成了气缸填料泄漏管的单独放空，1#机改造实施完成。

4.2 改造后操作调整情况

原料气压缩机各段填料接筒配置氮气管后，调整操作控制方法，通过分析数据对比发现，实现了机组各段填料接筒内可燃气含量的单独有效控制。

4.2.1 调整各支路填料氮气阀门

通过关小可燃气未检出填料接筒氮气阀、开大可燃气含量超标填料接筒的氮气阀，使超标的填料接筒内可燃气含量明显降低。通过分析数据对比，效果明显，此控制方法可行有效。

4.2.2 调整填料氮气总阀开度

通过开大新增填料氮气总阀开度，使机组各段填料接筒内可燃气含量进一步降低，远低于其可燃气爆炸极限4%，可燃气含量得到有效控制。此控制方法可行有效。

5 原料气压缩机填料接筒及曲轴箱可燃气改造前、后效果对比

0#、1#原料气压缩机改造前近2个月可燃气体分析见第81页表1、表2，0#、1#原料气压缩机改造后近2个月可燃气体分析，见第81页表3、第82页表4。

从改造前、后机组可燃气分析数据可以看出，0#、1#原料气压缩机改造后，根据机组填料泄漏情况，通过上述两种调整方法的综合调控，在机组各工况下，均实现了各段填料接筒氮气量的合理分配，用最小的氮气量保证机组各段填料接筒内氮气正压通风，使机组曲轴箱及填料接筒内的可燃气有效控制在低范围内，最低可达0.2%(爆炸极限4%)，远低于改造前各段可燃气含量，改造效果明显，达到了预期目标。此次改造，消除了机组安全隐患，保证了机组的安全稳定运行，减少了不必要的系统停车检修，效益明显。

表1 0#原料气压缩机改造前近2月可燃气分析数据表 %

表2 1#原料气压缩机改造前近2月可燃气分析数据表 %

表3 0#机改造后近2月可燃气分析数据表 %

6 0#、1#原料气压缩机改造后操作注意事项

运行低压机各段填料均设有润滑油润滑，随着活塞的往返运动，会有少量油液滴漏到接筒内，因此，每月需定期排净接筒内积聚的油液。

操作人每周三定期对运行原料气压缩机各段填料及曲轴箱内可燃气进行分析，严格监控，若机组某段分析超标，并经调节后无明显效果，说明机组该段填料泄漏严重，需及时对机组进行倒车更换填料处理，避免事故发生。

7 结语

原料气压缩机填料接筒采取氮气保护后，可有效防止机组曲轴箱及填料接筒内可燃气含量超标，发生着火、爆炸等事故，保证了机组长周期的安全稳定运行。

表4 1#机改造后近2月可燃气分析数据表 %