新氢压缩机一级排气温度高的原因分析及措施

新氢压缩机一级排气温度高的原因分析及措施

唐振,于明,张祥森

联泓格润（山东）新材料有限公司  山东滕州  277500

摘要：往复式新型氢气压缩机定期吸入空气，造成管道内空气脉动严重。气流脉动产生的冲击力会刺激管道振动，对石化企业的安全运行构成重大威胁。管道剧烈振动导致管道结构和附件松动和疲劳损坏，管道接头和仪器松动和损坏等。从计划外停工到管道破裂，再到危险的气体泄漏、火灾和其他恶性安全事故。基于此，本篇文章对新氢压缩机一级排气温度高的原因分析及措施进行研究，以供参考。

关键词：新氢压缩机；一级排气；温度高原因；措施分析

引言

某石化特油厂宽馏分装置新氢增压机为两列对称平衡型往复式压缩机，型号为DW－1．2/30－185，二级压缩，少油润滑。自压缩机投入运行以来，一级排气温度过高，特别在夏季天气高温时一级排气温度高达148℃。氢气压缩机排气温度过高，一方面降低了压缩机的容积效率，增加了功耗;另一方面使气缸内润滑油的黏度降低，易加剧气缸内活塞环的磨损，甚至会导致活塞的过分膨胀而卡死在气缸内，严重影响了压缩机的正常运行，给装置的安全生产带来了不良影响。因此，针对新氢压机一级排气温度高进行原因分析，并找到解决措施。

1新氢压缩机主要技术参数介绍

新型氢压缩机是加氢装置的关键设备之一。该氢装置的新型氢压缩机采用沈阳煤气压缩机厂等型号的三台压缩机，分别采用对称平衡往复压缩机、四排三级压缩机、双作用气缸水平布置和水冷。压缩机电机是南阳防爆集团有限公司制造的，是无刷同步电机选择选项。安装励磁机和主电机同轴电源4米-36.8/12-107-BX型。该机设计标准位移25000 nm3/h，电机转速300 p/min，功率2300лθ。正常生产时，它有两个开关和一个备件。具体参数见表1。

2新氢压缩机工况分析

装置80%的处理负荷(重整进料80吨/小时，精炼90吨/小时)，反应器F2101的出口356℃，重整反应器R2101的温度升高30-35℃，新氢管道压力1.0(2)在该生产负荷下，新建氢压缩机的压力控制阀C2102AB有1倍、2倍、3倍和3倍大开度。根据装置工艺过程控制系统的原理，多余的压缩气体通过压缩机止回阀返回各级入口，造成巨大的电能浪费。(3)单位各阶段的压缩比设计为3。在单位工作条件下，除第一压缩比高达2.27，排气温度低于2，排气温度低于105℃外，还有调整空间。

3排气温度高的影响因素及判断方法

3.1机组压比和负荷的影响

来自网络的氢压力K101约为2.0 MPa，氢系统的压力保持在3.8 MPa，在单位进口过滤器修复分解后，除了过滤器中少量润滑油外，没有发现对过滤器压力有重大影响的污垢，从而可以确认单位压力系数稳定。加氢装置的性能始终稳定，氢气流量稳定，装置对系统负荷运行基本稳定，因此排除了压力-负荷比的影响。

3.2气阀的影响

检查空气闸阀后，其上发现碳质污垢，其积聚在阀门和阀门之间的密封面上无效，导致空气阀门泄漏，减少了空气阀门和进气口的介质流通通道，导致装置排气温度升高。空气通道中积聚的碳的形成主要是由于喷射缸的润滑油在高温下会与磨损的杂质一起积聚碳，导致各种导致气阀堵塞的因素。从出口缓冲罐返回的未结合的润滑剂和由阀门和阀板之间的“高频作用”产生的机械杂质混合在阀门表面，形成油污。每次维修时，在排气阀中发现的碳比进气阀多，这表明排气温度高的积碳是导致阀门死亡的重要原因。

3.3气缸余隙容积的影响

气缸间隙太小，装置上下死点压缩比增加。但是，如果间隙过大，缝隙中残留的高温气体将与吸入的低温气体混合，排气温度太高。但是，机械设置中的活塞间隙符合设计要求，因此消除了气缸间隙的影响。

4措施

氢气增压机特别是多级压缩的压缩机，容易出现压缩机排气温度较高的异常现象，如果长时间居高不下，易造成填料加速老化、密封失效，甚至氢气外漏发生爆炸的风险。通过多方面对本装置新氢压缩机排气温度高进行原因分析，采取了以下措施:①定期对压缩机气缸冷却水套进行清洗，保证换热效率;②对气阀主要的阀片及弹簧等易损件材质进行升级，提高气阀的整体可靠性，降低因气阀损坏造成排气温度高，满足长周期运行;③对气阀的升程及弹簧性质重新进行调整，降低了压缩比，从而降低压缩机排气温度;④活塞环更换时对关键环节严格控制，保证各项技术参数在正常范围内，杜绝了因活塞环串气造成压缩比升高的现象，从而降低了压缩机排气温度;⑤当压缩机入口压力下降造成压缩比过大时，及时和生产上协调，降低压缩机的出口压力，保证压缩机压缩比在合理范围，防止压缩机因压缩比较大造成排气温度高;⑥当气体组分变化造成绝热指数上升，导致排气温度高时，及时调整压缩机机组出口压力，降低压缩机压缩比，从而达到降低排气温度的目的。⑦定期清理压缩机入口过滤器，定期检查或更换压缩机吸排气阀，使气阀处于完好状态。通过以上措施的实施，新氢压缩机一级排气温度高这一异常现象彻底得到解决，有力地保障了压缩机组的安全平稳运行。

5气量无级调节系统的节能分析

HydroCOM源于英文“hydraulicallyactuated computerized compressorcontrolsystem”，即气量无级调节系统或无级气量调节系统。（图1）根据往复式压缩机实际循环情况，没有气量无级调节系统的情况下，d→a是气体在气缸内的膨胀过程，a→b是吸气过程，b→c是压缩过程，c→d是排气过程（图2）。a→b→c→d→a所组成的面积，即为一个行程内所消耗的功。在气量无级调节系统中，进气阀通过卸荷器来约束密封元件，而卸荷器又是通过Hydro－COM执行机构来驱动。当进气阀开启之前，执行机构内部的电磁阀换向，液压油瞬间进入到执行机构的液压缸，高压活塞推动卸荷器向阀盖侧移动。活塞通过b点之后，当压缩机运行在设定负荷时，卸荷器使进气阀的关闭时间延迟，故而气缸指示压力由b点变到e点。当气体从气缸回流到进气缓冲罐时，气缸内实际压缩的气体将减少。当在e点时，电磁阀换向，液压油又从高压缸内卸出，卸荷器向上移动，进气阀关闭。压缩曲线由e到f。e和f的位置随负荷设定值的减小而向左移动，a→b→c→d→e→f所围成的面积（即消耗的功）成比例的减小。

图1HydroCOM气量无级调节系统

图2实际循环指示功

结束语

总而言之，压缩机组中活塞环的磨损、气阀的卡涩漏量与填料函的泄漏可使机组排气温度升高，但气缸排气温度的升高同时会对上述组件造成损害，它们是相互关联和影响的。在分析压缩机排气温度高的原因时，不能孤立地从单一方面分析，而是要全面考虑，找出问题的根本原因。

参考文献

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