裂解氣壓縮機(jī)介質(zhì)結(jié)焦對(duì)軸位移與推力瓦溫的影響

佟永龍 王利勇 趙錚（沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110869）

1 裂解氣壓縮機(jī)工作介質(zhì)的結(jié)焦現(xiàn)象

裂解氣壓縮機(jī)一般是三缸布置，分為高、中、低缸，缸體均為水平剖分結(jié)構(gòu)形式，。壓縮機(jī)工作介質(zhì)是由20多項(xiàng)不同種類(lèi)混合氣體組成，分子量較大。工作介質(zhì)中含有的不飽和烯烴[1]在缸內(nèi)高溫、高壓作用下，介質(zhì)中的析出物會(huì)逐漸結(jié)焦，粘聚在轉(zhuǎn)子、隔板的流道內(nèi)部。如果這些結(jié)焦物得不到有效的清理，就會(huì)越聚越多，阻塞流道并附著在平衡盤(pán)及平衡盤(pán)密封上，對(duì)壓縮機(jī)的軸向力平衡效果產(chǎn)生影響。

2 注油注水系統(tǒng)的作用

缸內(nèi)的結(jié)焦物是粘聚在壓縮機(jī)缸體流道上，在壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法停車(chē)進(jìn)行清除，為保證裂解氣壓縮機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，壓縮機(jī)會(huì)配備注水注油系統(tǒng)[2]進(jìn)行清洗。注水注油系統(tǒng)分為兩種：注水系統(tǒng)是通過(guò)外在附屬設(shè)備對(duì)壓縮機(jī)某一級(jí)注入軟化水，注入位置在級(jí)擴(kuò)壓器彎道出口，回流器之前，注水后可降低當(dāng)前級(jí)介質(zhì)的溫度來(lái)阻止介質(zhì)產(chǎn)生結(jié)焦。通常在壓縮機(jī)出口溫度接近或達(dá)到預(yù)計(jì)的工藝介質(zhì)結(jié)焦溫度時(shí)，即可開(kāi)始注入軟化水來(lái)降低介質(zhì)溫度；注油系統(tǒng)是指在壓縮機(jī)入口管道和壓縮機(jī)某一級(jí)給壓縮介質(zhì)中注入清洗油，用來(lái)潤(rùn)滑壓縮機(jī)內(nèi)部流道表面，以防止聚合物黏附，通常在結(jié)焦初期即可投入運(yùn)行。

注水注油系統(tǒng)的壓力、流量是根據(jù)裂解氣壓縮機(jī)缸體與管道的工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，再根據(jù)不同的壓力、流量配備不同型號(hào)的接管與噴頭，使液體霧化的效果、清洗效果達(dá)到最佳。

圖1：注水注油裝置

圖2：壓縮機(jī)葉輪流道

3 介質(zhì)結(jié)焦對(duì)軸位移、推力瓦溫產(chǎn)生影響的案例診斷

如果裂解氣壓縮機(jī)的軸向力平衡效果受到了介質(zhì)結(jié)焦的影響，壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的軸位移與推力瓦溫就會(huì)出現(xiàn)了連續(xù)上漲趨勢(shì)，并且上升的幅值較大，這種現(xiàn)象通過(guò)查看測(cè)點(diǎn)變化趨勢(shì)時(shí)，更加明顯。某裂解氣壓縮機(jī)，2015 年4 月開(kāi)車(chē)以來(lái)至2017 年4 月軸位移較為穩(wěn)定，軸位移值在0.2mm 至0.25mm 之間，推力瓦溫在59 ℃至61 ℃之間。2018 年1 月至2018 年12月，軸位移出現(xiàn)較快上升趨勢(shì)，從0.289mm 上升至0.593mm（報(bào)警值0.50mm、聯(lián)鎖值0.70mm），止推瓦溫度從63.5 ℃升至98 ℃（報(bào)警值105℃、聯(lián)鎖值115℃）。在降低進(jìn)油油溫，增大壓縮機(jī)進(jìn)油油量后，軸位移與推力瓦溫還在持續(xù)上漲，并無(wú)停止趨勢(shì)。受到以上測(cè)點(diǎn)數(shù)值上升的影響，壓縮機(jī)只能降低負(fù)荷，使壓縮機(jī)軸向推力變小緩解壓縮機(jī)受到的影響。

詳細(xì)排查壓縮機(jī)運(yùn)行情況發(fā)現(xiàn)，此裂解氣機(jī)組在運(yùn)行后，注水注油裝置很少使用，在排除其他影響因素后，分析是由于缸體內(nèi)部結(jié)焦嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子葉輪流道、密封上都可能有較多的結(jié)焦。尤其是轉(zhuǎn)子平衡盤(pán)結(jié)焦，會(huì)影響機(jī)組軸向推力平衡效果。

4 介質(zhì)發(fā)生結(jié)焦后應(yīng)如何處理

離心壓縮機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，組成部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。裂解氣壓縮機(jī)介質(zhì)結(jié)焦對(duì)軸位移及推力瓦溫所產(chǎn)生的影響，不僅僅要從單一方面進(jìn)行分析與解決，需要從機(jī)械運(yùn)行、工藝操作及結(jié)構(gòu)優(yōu)化三大方面綜合處理。

4.1 機(jī)械運(yùn)行方面

壓縮機(jī)使用的推力軸承具有一定彈性變形能力，而且推力軸承尺寸較大，承載負(fù)荷能力較好，可以將報(bào)警值和聯(lián)鎖值適當(dāng)加大到0.65mm/0.85mm。

進(jìn)一步降低機(jī)組潤(rùn)滑油的漆膜[3]傾向指數(shù)，通過(guò)更換潤(rùn)滑油，增加濾漆膜濾油機(jī)采用樹(shù)脂吸附法降低漆膜傾向指數(shù)減少軸瓦積焦，進(jìn)一步消除其他因素對(duì)推力軸承的影響。

4.2 工藝操作

提高裂解氣壓縮機(jī)一段入口溫度，由于介質(zhì)內(nèi)含水，介質(zhì)濕度會(huì)進(jìn)一步增大，可以減緩缸體內(nèi)介質(zhì)焦化、結(jié)垢的效果。

配合乙烯裝置的工藝要求，調(diào)整發(fā)生軸位移或推力瓦溫升高的缸體出口的冷卻溫度，有助于降低出口壓力，減小軸向力。調(diào)整壓縮機(jī)進(jìn)氣量，使裂解氣壓縮機(jī)在輕質(zhì)化[4]工況下運(yùn)行,提升壓縮機(jī)組的操作效率，降低蒸汽使用量。

裂解氣壓縮機(jī)所配備的注水注油系統(tǒng)，在機(jī)組日常操作中就要時(shí)常開(kāi)啟，通過(guò)持續(xù)有效的降溫、潤(rùn)滑來(lái)預(yù)防結(jié)焦情況的發(fā)生，也能夠防止注水主要裝置的堵塞與銹蝕。在發(fā)現(xiàn)軸位移與推力瓦溫持續(xù)升高后，需要檢查注水注油裝置的投用情況、使用效果、檢查噴頭是否堵塞及進(jìn)水壓力、流量大小。在投用注水注油系統(tǒng)時(shí)，要分日多次進(jìn)行清洗，使清洗液能夠充分的降低介質(zhì)溫度，潤(rùn)滑流道表面。如果結(jié)焦情況比較嚴(yán)重，可以在使用注水系統(tǒng)注入清洗油，使流道得到充分潤(rùn)滑。在注水系統(tǒng)注油時(shí)，要根據(jù)清洗油的組成情況重新計(jì)算注入流量與壓力，注水裝置中的不耐油密封墊也要更換。

4.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

裂解氣壓縮機(jī)一般為三缸布置，介質(zhì)成分的組成較為復(fù)雜，在投產(chǎn)運(yùn)行后與原設(shè)計(jì)參數(shù)會(huì)有偏離，因此可根據(jù)壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的參數(shù)，重新計(jì)算軸向力，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)子平衡盤(pán)及密封備件，進(jìn)行轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使轉(zhuǎn)子更適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行工況。同時(shí)，轉(zhuǎn)子與隔板組成的流道部分可以進(jìn)行磨料流處理，高分子材料噴涂處理，可大大降低介質(zhì)焦化后粘附的幾率。

5 結(jié)語(yǔ)

裂解氣壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到介質(zhì)結(jié)焦的情況，配置了注水注油操作，分別進(jìn)行降溫與清洗的作用。而在機(jī)組的日常操作中，往往忽視了注水注油系統(tǒng)的操作與檢查。介質(zhì)結(jié)焦后在短期運(yùn)行過(guò)程中可能看不到影響，但是結(jié)焦逐漸增多，就會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)軸位移及推力瓦溫的升高，影響機(jī)組運(yùn)行周期。在了解結(jié)焦所產(chǎn)生的影響后，需要我們通過(guò)規(guī)范注水注油系統(tǒng)的操作進(jìn)行預(yù)防。在發(fā)現(xiàn)介質(zhì)結(jié)焦的影響后，采用機(jī)械運(yùn)行、工藝操作及結(jié)構(gòu)優(yōu)化三方面方案，進(jìn)行綜合處理。