丙烯制冷压缩机运行存在问题及对策.docx

          丙烯制冷压缩机运行存在问题及对策                    摘要：对丙烯制冷压缩机运行状况进行了分析，认为复水器蒸汽波动、吸入罐液面高是造成压缩机非计划停车的主要原因，通过采取相应的改进措施，提高了丙烯制冷压缩机的长周期运行关键词：丙烯制冷压缩机；运行问题；对策1丙烯压缩机单元概述我国富煤少油，石油资源需要大量进口，煤制烯烃逐渐被国家层面认可为减少烯烃对外依赖性、有助于烯烃产业安全的新型煤化工路径，其中丙烯制冷压缩机已成为煤化工装置里的重要设备，熟称“冰机”，冰机单元主要是为酸性气体脱除单元提供冷量，制冷介质为丙烯，利用丙烯蒸发吸收热量提供所需冷量，一般为蒸汽透平驱动目前国内设计的冰机单元为了降低投资成本，压缩机一般都未设计防喘振线冷却器，一旦工艺变化造成防喘振阀持续打开，丙烯介质循环，易造成介质过热，压缩机本体、设备管道、仪表阀门一旦超温，将造成巨大损失发生超温时系统性的检修处理方案和从根本上进行设计改造显得极为重要以某厂丙烯制冷压缩机为例，其采用沈鼓水平剖分离心式压缩机（型号3MCL707），压缩机机壳材质09MnNiD，隔板材质ZG230-450/16Mn/QT400-18，级间和轴端气封为镁铝合金，主轴为40NiCrMo7，出入口管道材质为ASTMA333Gr.6，其他附属静置设备参数如下：①压缩机一段入口分离罐：设计压力2.2MPa；设计温度-45/55℃；主体材料为09MnNiDR及其配套的09MnNiD锻件及09MnD接管。

②二段入口分离罐：设计压力2.2MPa；设计温度-45/55℃；主体材料为09MnNiDR及其配套的09MnNiD锻件及09MnD接管③压缩机出口冷凝器为固定管板换热器，其壳程：设计压力2.2MPa；设计温度-45/130℃；主体材料为09MnNiDR及其配套的09MnNiD锻件；管板为09MnNiD锻件；换热管为09MnD无缝管2丙烯制冷压缩机存在的问题及对乙烯装置的影响中韩（武汉）石油化工有限公司800kt/a乙烯装置分离系统采用的是中国石化自主研发的LECT分离技术丙烯制冷压缩机（K－501）采用抽汽凝汽式透平驱动的四段离心式压缩机，通过控制段间压力来提供25℃，－1℃，－21℃，－40℃4个温度等级的冷剂自2013年8月乙烯装置投入生产运行以来，丙烯制冷压缩机的运行负荷远高于设计值2016年4月裂解炉满负荷运行时，循环水和外送气相乙烯条件与设计值基本一致时，丙烯制冷压缩机运行参数与设计参数的对比丙烯制冷压缩机超负荷给乙烯装置造成的影响如下：1）满负荷生产时丙烯制冷压缩机转速常年偏高250r/min，超高压蒸汽消耗量也偏高近20t/h，装置能耗高同时丙烯制冷压缩机负荷受到循环水温度和下游装置气相乙烯用量的双重制约，两者有一条无法达到设计要求时，便不得不根据丙烯制冷压缩机的负荷来调整乙烯装置的生产负荷。

这降低了装置生产负荷的调整弹性，也长期制约了装置的高负荷运行2）丙烯制冷压缩机设计的可调转速范围为2631～3520r/min由于负荷偏高，在装置正常负荷生产时，丙烯制冷压缩机转速已接近最大可调转速，基本失去调节余地，这也直接导致装置的抗干扰能力大幅度下降3丙烯制冷压缩机负荷高的原因及改造措施3.1原因分析1）压缩机制造商提供的防喘振曲线是计算值，与真实值可能存在偏差如果实际喘振线偏右，会使防喘阀提前打开，产生不必要的能耗；如果实际喘振线偏左，会使防喘振线失去保护作用根据表1可知：当丙烯制冷压缩机满负荷运行时，其一段、三段防喘阀分别存在5%和18%的开度，表明压缩机制造商提供的喘振线偏右，增加了丙烯制冷压缩机的负荷另外，喘振线和预防喘振线之间的控制裕度仅为3%，导致压缩机工作点运行到防喘振线左侧时，防喘振阀还未调整，工作点就很快接近喘振线，使防喘阀全部打开，给工艺系统造成极大的扰动此情况下，有必要对机组的喘振特性进行校核，更应该通过直接有效的方法对机组的喘振特性进行实际测试，这样既能验证喘振特性曲线的正确性，又能实现对机组的精确控制2）丙烯制冷压缩机和乙烯制冷压缩机的压缩机缸体未敷设保冷，同时冷区部分保冷材料破损。

保冷的不完善导致丙烯制冷压缩机低压侧缸体和乙烯制冷压缩机2个缸体出现严重的结冰现象乙烯装置冷分离区部分管线、设备的保冷材料在长时间运行后出现破损，30余处出现结冰、长青苔的现象这些均会造成系统冷量的散失3）丙烯制冷压缩机用以回收液相乙烯汽化冷量的乙烯产品脱过冷器丙烯侧出现堵塞在2015年4月发现：板翅式换热器（E－441）压差由20kPa升至126kPa，冷凝乙烯制冷压缩机出口乙烯气的丙烯冷剂温度升高约10℃，导致乙烯制冷压缩机出口乙烯气冷凝能力显著下降，丙烯制冷压缩机回收冷量减少，机组负荷上升虽然新配1条管线给乙烯制冷压缩机补充丙烯冷剂，但由于无法切出进行处理，此问题并未得到根治，这成为2台制冷压缩机的一个隐患4）丙烯制冷压缩机出口循环水冷凝器（E－501A～D）由于结垢、部分管束堵塞、甚至内漏而导致换热能力下降在2014年10月E－501A循环水进水回水隔板出现明显弯曲，部分循环水跨过换热器直接进入回水管线，导致E－501A前后的丙烯温差几乎为零，丙烯制冷压缩机出口气体的冷凝能力降低近1/4，丙烯制冷压缩机超压运行对这4台换热器逐台切出检修，并在隔板上焊接了加强钢梁，取得了较好的效果。

3.2大修期间改造措施2016年4月，乙烯装置按计划进行为期两个月的停工检修，针对丙烯制冷压缩机存在的问题，进行了节能改造，主要有以下内容：1）对丙烯制冷压缩机的喘振线进行修正在裂解炉降负荷的过程中，调整丙烯制冷压缩机转速、防喘振阀开度、段间压控阀开度，逐渐关闭各段防喘阀，控制压缩机的工作点逐渐逼近防喘振线，在现场和中控分别安排专人监测丙烯制冷压缩机的振动、转速、段间压力、运行声音，捕捉压缩机的轻微喘振根据压缩机工作点的运行轨迹修正喘振线2）检修期间，严格按照施工规范对丙烯制冷压缩机和乙烯制冷压缩机缸体进行了保冷施工同时，对现场结冰较厚的设备、管线的保冷进行重新敷设，减少了冷量的散失重新开工后，装置冷区结冰现象明显减少3）对乙烯产品脱过冷器E－441进行了30余次爆破吹扫，吹扫出大量粉尘性杂质为防止类似问题再次发生，新增1台板翅式换热器E－441B，与之前的E－441A并联操作若再次发生堵塞，则可以将E－441任意1台切出清理，避免这一风险4）针对丙烯制冷压缩机出口冷凝器E－501A～D循环水侧隔板弯曲的问题，在2014年11月曾逐台切出检查维修，并在隔板和封头之间焊接了提高强度的支撑钢筋。

此次检修将4台换热器完全解体，对支撑钢筋和隔板水平度进行了检查，发现支撑钢筋起到了应有的作用同时对换热器管束内的污泥进行了清理值得指出的是，由于循环水垢下腐蚀，E－501A/B管束腐蚀穿孔，丙烯泄漏到循环水侧导致了2016年9月的丙烯制冷压缩机跳车随后对整个区域循环水换热器进行检查也发现类似现象少量管束泄漏可以通过堵漏解决，但如果出现大规模的泄漏，换热器无法更换管束，这将是装置长周期运行的隐患结论检修期间针对丙烯制冷压缩机的改造，不仅降低了其能耗，同时极大增强了丙烯制冷压缩机的抗干扰能力，取得了非常好的效果参考文献：[1]江泽洲，高峰.丙烯制冷压缩机负荷影响因素分析[J].乙烯工业，2015，27（04）：37-40+6.[2]韩振生，刘都现.浅谈丙烯制冷压缩机透平优化节能措施[J].石化技术，2016，23（03）：11+14.  -全文完-。