1裂解氣壓縮機(jī)工藝簡(jiǎn)介

　　上海石化股份公司1#乙烯裝置是從日本三菱油化株式會(huì)社引進(jìn)的成套裝置，經(jīng)過(guò)多次改造，現(xiàn)已年生產(chǎn)150kt.其中C-201裂解氣壓縮機(jī)型號(hào)為34M-6X5，采用兩缸三段壓縮工藝。裂解氣經(jīng)一段壓縮后，排出氣體被海水冷卻，進(jìn)入二段吸入罐中分離。油層送汽油解吸塔，水層回到工藝水油分離器，氣體進(jìn)入二段壓縮。二段排出氣體經(jīng)海水冷卻后，進(jìn)入三段吸入罐進(jìn)行氣液分離，凝液用液面控制回到二段吸入罐，氣體進(jìn)入三段壓縮。三段排出氣體經(jīng)海水冷卻后，進(jìn)入三段出口罐進(jìn)行氣液分離，凝液用液面控制回到三段吸入罐，氣體進(jìn)入堿洗塔。

　　2壓縮機(jī)結(jié)焦的原因

　　由于裂解氣中含有各種不飽和烯烴，金屬氧化物和硫化物，特別是硫化物，雜環(huán)氧化物，微量的溶解或懸浮狀的金屬離子共存，使烯烴，雙烯烴的自聚共聚復(fù)雜化，在受熱的金屬設(shè)備內(nèi)壁形成一層組成復(fù)雜的污垢物，即所謂的結(jié)焦。引起不飽和烴聚合結(jié)焦反應(yīng)的因素分析如下：圖1C-201裂解氣壓縮機(jī)系統(tǒng)工藝流程示意1）溫度。溫度是不飽和烴聚合結(jié)焦的重要原因之一。裂解氣壓縮機(jī)的段間溫度隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，從而為結(jié)焦創(chuàng)造了有利條件。

　　2）氧含量。微量氧的存在可誘發(fā)氧化物游離基的產(chǎn)生，為聚合結(jié)焦提供了引發(fā)條件。

　　3）水。水作為極性分子，對(duì)聚合結(jié)焦有一定的促進(jìn)作用。

　　4）金屬離子。鐵和其它金屬離子的存在，對(duì)二烯烴的聚合起到引發(fā)劑的作用。水量越多，水溫越高，金屬離子化傾向也越高。

　　5）物料中不飽和烴的濃度。不飽和烴的存在是聚合結(jié)焦的內(nèi)在的根本原因。

　　3壓縮機(jī)不平衡故障

　　3.1轉(zhuǎn)子不平衡故障和特征

　　當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果其質(zhì)量中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合時(shí)，將產(chǎn)生離心力。離心力是引起轉(zhuǎn)子和軸承振動(dòng)的主要原因，這就是轉(zhuǎn)子的不平衡故障。轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡所產(chǎn)生的離心力始終作用在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，就在轉(zhuǎn)子或軸承的某一測(cè)點(diǎn)處產(chǎn)生一次振動(dòng)響應(yīng)。因此它的振動(dòng)頻率就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速工頻。轉(zhuǎn)子不平衡故障的主要特征表現(xiàn)為：1）在徑向振動(dòng)的頻譜圖上，工頻成分突出；2）徑向振動(dòng)的波形基本是一個(gè)正弦波；3）兩個(gè)相互垂直的徑向振動(dòng)的時(shí)域信號(hào)，在相位上基本相差90°，合成的軸芯軌跡呈較為規(guī)則的橢圓狀。

　　3.2不平衡的產(chǎn)生原因

　　導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子不平衡的原因是多方面的，通常的因素如下：1）質(zhì)量不均勻（形狀等）；2）結(jié)構(gòu)不對(duì)稱（鍵槽等）；3）加工不同心（澆鑄，機(jī)加工等）；4）裝配不同心（配合間隙，聯(lián)軸節(jié)不對(duì)中等）；5）配合件的配合情況變化；6）材料（應(yīng)力釋放，冷熱態(tài)等）；7）運(yùn)行過(guò)程（腐蝕，磨損，沖刷，斷缺，積塵，結(jié)焦垢等）。

　　因此，在轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)采取哪種正確的維護(hù)措施恢復(fù)正常運(yùn)行，取決于不平衡所產(chǎn)生的原因。

　　對(duì)于裂解氣壓縮機(jī)，運(yùn)行過(guò)程中的因素是*常見(jiàn)，*主要的原因之一。

　　4裂解氣壓縮機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

　　4.1振動(dòng)監(jiān)測(cè)

　　為了監(jiān)視壓縮機(jī)運(yùn)行的機(jī)械振動(dòng)，C-201壓縮機(jī)配備了美國(guó)BENTLY3300型軸振動(dòng)監(jiān)視儀表。壓縮機(jī)軸振動(dòng)值在現(xiàn)場(chǎng)有顯示和輸出，同時(shí)還與其它參數(shù)一起被送到DCS系統(tǒng)。壓縮機(jī)的BENTLY電渦流式位移探頭布置見(jiàn)圖2所示。它是股份公司23套關(guān)鍵機(jī)組之一，由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)儀表的軸振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行定期的頻譜和趨勢(shì)分析。

　　隨著轉(zhuǎn)子結(jié)焦程度的提高，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)增大。

　　轉(zhuǎn)子上不均勻的結(jié)焦，將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的動(dòng)不平衡，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的不平衡故障，在頻譜分析圖上顯示為轉(zhuǎn)速工頻成分的突出。

　　4.2監(jiān)測(cè)因子

　　裂解氣壓縮機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后，各段的出入口溫度開(kāi)始升高，壓力也隨之上升，壓縮機(jī)的能力將會(huì)顯得不足。為此，美國(guó)Nalco/Exxon公司提出了用N因子來(lái)監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

　　N= Ln（Pd/Ps）/（Ln（Td/Ts）

　　Ln（Pd/Ps）/Ln（Td/Ts）-1 Pd，Td――壓縮機(jī)出口壓力，出口溫度；Ps，Ts――壓縮機(jī)入口壓力，入口溫度。

　　壓縮機(jī)的壓縮比（Ln（Pd/Ps））越大，而溫升（Ln（Td/Ts））越小時(shí)，說(shuō)明壓縮能力越高。

　　由上式可見(jiàn)，N越大，壓縮能力越小，說(shuō)明結(jié)焦程度越嚴(yán)重。

　　5裂解氣壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)分析

　　5.1振動(dòng)分析

　　圖3為低壓缸高壓側(cè)軸振動(dòng)雙峰值的變化趨勢(shì)。在1999年5月和11月底有兩次較高的振值。

　　圖4為1999年11月29日的振動(dòng)信號(hào)頻譜分析圖，可見(jiàn)明顯的轉(zhuǎn)速工頻（5400RPM）成分，在其它探頭信號(hào)中也類似如此。振動(dòng)信號(hào)分析表明壓縮機(jī)存在轉(zhuǎn)子不平衡故障。經(jīng)過(guò)12月消缺檢修后，軸振動(dòng)回復(fù)到低振值水平并很穩(wěn)定。

　　圖3低壓缸高壓側(cè)軸振動(dòng)（X20111H）雙峰值趨勢(shì)

　　5.2監(jiān)測(cè)因子分析

　　自1998年底至2000年4月底的運(yùn)行期間，C-201壓縮機(jī)經(jīng)過(guò)1999年5月底的大檢修和1999年12月的消缺檢修。在該運(yùn)行期間內(nèi)，記錄壓縮機(jī)各段進(jìn)出口溫度和壓力并計(jì)算N因子，以時(shí)間順序生成圖表。

　　1）**段N1因子。1999年5月份大修前達(dá)到*高水平，6月份開(kāi)車后波動(dòng)較大，到1999年11～12月份N又明顯增大，經(jīng)過(guò)12月消缺檢修后，N1又回落到較低水平。

　　2）第二段N2因子。1999年5月份大修前達(dá)到*高水平，6月份開(kāi)車后一直比較平穩(wěn)。在1998年12月消缺檢修后進(jìn)一步回落且穩(wěn)定。

　　裂解氣壓縮機(jī)（C-201）**段N1因子示意圖5裂解氣壓縮機(jī)（C-201）第二段N2因子示意3）第三段N3因子（見(jiàn)圖6）。從1998年底開(kāi)始有緩慢增大趨勢(shì)，在1998年12月消缺檢修后有所回落。

　　5.3綜合分析

　　從圖3～6可見(jiàn)，在1999年5月和11月底，一段，二段的N因子和低壓缸的軸振動(dòng)信號(hào)均出現(xiàn)較大的數(shù)值。低壓缸轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡故障，而其原因恰恰是由于聚合結(jié)焦。經(jīng)過(guò)1999年5月份大修和12月份消缺檢修時(shí)的清焦，N因子和軸振動(dòng)均有明顯下降。說(shuō)明運(yùn)用N因子和軸振動(dòng)的綜合分析方法，可以更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)出壓縮機(jī)的結(jié)焦及所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子不平衡狀態(tài)。

　　6結(jié)焦的防治

　　為了防止壓縮機(jī)結(jié)焦，在壓縮機(jī)各段的物料管線都設(shè)有洗油注入線，由計(jì)量泵控制連續(xù)注入，這也是目前*常用的方法。洗油有兩個(gè)作用，一是沖刷附著在葉輪機(jī)套罩上的聚合物，二是冷卻裂解氣，減緩聚合結(jié)焦。

　　但是，洗油并不能從根本上解決聚合結(jié)焦的問(wèn)題，沖刷也不會(huì)徹底。從C-201運(yùn)行歷史來(lái)看，依然存在一定程度的結(jié)焦。如在1999年5月25日停車大檢修時(shí)，揭蓋發(fā)現(xiàn)各級(jí)流道和葉輪上都存在嚴(yán)重的結(jié)焦，在1999年12月底消缺檢修時(shí)，也發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子上結(jié)焦嚴(yán)重。

　　為了改善防止結(jié)焦的效果，在C-201壓縮機(jī)洗油注入的基礎(chǔ)上，于2000年3月3日起開(kāi)始增加使用美國(guó)Nalco/Exxon公司的EC3144A型裂解氣壓縮機(jī)阻聚劑。

　　7結(jié)語(yǔ)

　　裂解氣壓縮機(jī)的聚合結(jié)焦，將導(dǎo)致各級(jí)流道變窄，阻力增大，溫度升高，從而使壓縮機(jī)的負(fù)荷下降，影響裝置的生產(chǎn)運(yùn)行。因此，分析和監(jiān)測(cè)C- 201裂解氣壓縮機(jī)的結(jié)焦情況對(duì)于保證1 #乙烯裝置的"安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)"運(yùn)行具有十分重要的意義。

　　a.運(yùn)用美國(guó)Nalco/Exxon公司提供的N因子計(jì)算式，同時(shí)對(duì)壓縮機(jī)軸振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，可以更加準(zhǔn)確有效地監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，為裝置制定生產(chǎn)和檢修方案提供可靠的依據(jù)。

　　b.要求定期準(zhǔn)確記錄壓縮機(jī)各段的壓力和溫度變化并計(jì)算N因子，對(duì)壓縮機(jī)振動(dòng)信號(hào)作定期的趨勢(shì)和頻譜分析，這也就需要加強(qiáng)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行多方面的技術(shù)管理。

　　c.從2000年3月3日加注EC3144A阻聚劑后的N因子和振動(dòng)趨勢(shì)看，截止目前壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好。對(duì)于EC3144A阻聚劑的使用效果，需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，通過(guò)跟蹤監(jiān)測(cè)N因子和振動(dòng)變化，并*終在下次揭蓋時(shí)才能作出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。