加氢循环压缩机干气密封的工作原理及优化设计

加氢循环压缩机干气密封的工作原理及优化设计

张琢

( 大庆石化公司化工一厂 黑龙江省大庆市 163714)

摘 要：中国石油当地一家石化公司500万吨/年炼油扩能改造项目配套的140万吨/年柴油加氢处理装置的压缩机采用新鲜氢气和循环氢气两合一压缩机的形式。设备的设计寿命为≥ 15年，可节约有效用地面积，减少投资，效率高，运行维护成本经济，降低单位能耗。

加氢；二合一；压缩机

介绍

压缩机是加氢装置的核心设备。该装置采用新鲜氢气和循环氢气两合一压缩机的形式。它具有节省占地面积、减少投资、高效率、经济运行维护费用、降低单位能耗的特点，为单位的安全、稳定、长期运行奠定了良好的基础。介绍了新型氢/循环氢二合一压缩机在柴油加氢精制装置上的应用。

1.设备基本参数

140万T/a柴油加氢精制装置的二合一压缩机2215-k-101a/b采用单级单排压缩。新氢压缩机和循环氢压缩机一起设置，选择两台往复式压缩机，一用一备。每台压缩机为两排两缸，一排新氢为一缸一级，一排循环氢为一缸一级。二合一压缩机为对称平衡式压缩机，气缸采用油润滑、水冷和双作用。压缩机主机由德国诺曼埃索公司生产，驱动机采用增安型同步电动机。新氢和循环氢共用驱动机、润滑油、冷却水系统和控制系统。本装置新氢和循环氢二合一压缩机的具体参数如下：

型号：1+1 SZL 320；

体积流量： 新氢侧为16500 Nm3/h，循环氢侧为81000 Nm3/h；

进气温度：新氢侧为40℃，循环氢侧为50℃；

排气温度：新氢侧为130℃，循环氢侧为85.89℃；

进气压力：新氢侧为2.4 MPa， 循环氢侧为3.9 MPa；

排气压力：新氢侧为5.9 MPa， 循环氢侧为5.8 MPa；

轴功率：2105 kW；

电机功率：2320 kW；

曲轴转速：333 r/min。

压缩机厂房分为上下两层，上层为压缩机组，下层为配套的润滑油站和除盐水站，有效的节省了占地面积。气路系统相对分开 ，正常操作时可以互不影响 ，但机组联锁停机时 ，新氢和循环氢同时停。

2 设备的开机及使用情况

装置循环氢侧入口压力为3.8 MPa（g）～3.9 MPa（g），新鲜氢侧入口压力为2.1 MPa（g）～2.4 MPa（g），压缩机最大出口压力为5.9 MPa（g）。这种压缩比是隔膜压缩机和离心压缩机无法达到的压缩高度。新型氢/循环氢二合一压缩机从德国进口。其安全仪表系统（SIS）的自我保护项目包括油压、进出口压力、排气温度、振动、位移、轴瓦温度、喷油压力等40项。其复杂度远高于国产压缩机，所有随附数据均为英文。在项目实施过程中，车间派专人翻译随机数据，选派技术和操作骨干到兄弟企业学习，并多次召开设备联锁系统逻辑关系专题对接会，现场讨论并整改逻辑关系中存在的问题。在现场的三次检查和四次确定中，车间提出了80多个关于二合一压缩机的问题。为二合一压缩机的安全稳定运行奠定了坚实的基础。为了确保二合一压缩机的安全、稳定和长期运行，车间特别重视压缩机的调试。首先，多次对机身、工艺管道和润滑油系统进行严格处理。处理合格后，进行调试。调试分为以下系统：1）润滑油冲洗和油系统调试；2） 冷却水系统供水试验；3） 汽缸填料注油系统试运行；4） 辅助设备燃气管道系统吹扫合格。上述工作的完成，为压缩机的调试奠定了坚实的基础。上述工作完成后，压缩机组开始空载试运行。在解决了空试运行中存在的问题后，对压缩机组进行了带负荷试运行。带负荷试运行过程与机组实际生产过程完全一致。通过严格的调试过程，及时有效地处理二合一压缩机存在的问题，为下一步压缩机的安全、稳定、长期运行奠定了坚实的基础。此外，新氢/循环氢压缩机2215-k-101a配备了HydroCOM无级气量调节系统，可通过DCS系统将压缩机负荷调节在0%~100%范围内，最大限度地降低压缩机的功耗。关于冬季的防冻和防冷凝问题，由于没有压缩机厂，为了解决防冻问题，车间在二合一压缩机水站的除盐水中加入乙二醇，将其冰点降低到零下20摄氏度以上，并为加注口和气缸冷却水管线增加了伴热和隔热，使压缩机能够安全顺利地过冬。

3 与普通往复压缩机的区别

通过运行情况发现：二合一压缩机与分开机组的对比情况如下。

1）工艺操作方面：正常生产操作情况下均互不影响，但是在事故状态下二合一压缩机必须要同时停运，而分开机组互不影响。

2）备用情况方面：二合一压缩机新氢及循环氢均有100%的备用，分开机组新氢有100%的备用但循环氢没有备用

3）占地方面：二合一压缩机占地面积少于分开机组，约为分开机组占地面积的3/4左右。

4）能耗方面：二合一压缩机能耗低于分开机组，不论是电机还是其他方面能耗均低于分开机组。

5）备件方面：二合一压缩机为一种与分开机组为两种。且二合一机组使用的是有油润滑，而分开机组使用的是无油润滑。据统计：有油润滑的填料环的寿命是无油润滑的2.5倍，且采用有油润滑的设计，可以降低填料的温度，在摩擦面产生油膜，减少磨损，还可以稀释从气缸串过来的工艺介质，防止结焦。

4 主机选用进口的原因

如果装置出现问题发生联锁自保，一般要求系统要停新氢，不停循环氢，以保证反应器床层有气体流动。因而对二合一压缩机的可靠性、稳定性要求很高。而二合一压缩机的易损件多，联锁点相对较多，停机率相对较高，而且还会引起同步停机。停机就会造成循环氢中断，反应器升温，催化剂失效。因而如何提高二合一机组的可靠性，直接影响其实际应用效果。为提高二合一机组的可靠稳定性，保证二合一压缩机的平稳及长周期运行，一般情况下，二合一压缩机的主机选用进口。

5 结束语

通过二合一压缩机半年多的运行情况来看，新氢/循环氢二合一压缩机运行平稳，各项运行参数均达到或优于设计参数，故障率低，为本套加氢精制装置的安全、平稳、长周期运行奠定了良好的基础。

参考文献

[1]史开洪.加氢精制装置技术问答[M].北京：中国石化出版社，2007（03）.

[2]中石化人事部.汽（煤、柴）油加氢装置操作工[M].北京：中国石化出版社，2009（05）.

[3]郑学鹏.往复压缩机可靠性分析[J].石油化工设备技术，2004，25（4）.

作者简介：张琢 男，1979年06月30日，汉，黑龙江省大庆市，在大庆石化公司化工一厂芳烃联合车间从事值班长。联系地址：大庆石化公司化工一厂芳烃联合车间，邮编：163714。