LW-1322型壓縮機改造后的應用狀況與對策

PAGE52 長煉科技 2006年第32卷 第1期 劉伯若.LW—13/22型壓縮機改造后的應用狀況與對策 PAGE532006年3月 長煉科技 第32卷第1期LW—13/22型壓縮機改造后的應用狀況與對策劉伯若（岳陽興長石化股份有限公司）摘要：通過對二氧化碳壓縮機的技術改造，使其應用于壓送解吸氣，2003年底重新投用后，出現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ級排氣溫度高、二級活塞桿油封漏油等故障，嚴重影響了機組的正常運行，以及造成環(huán)境污染，對壓縮機二級油封等進行技術改造已刻不容緩。關鍵詞：壓縮機技術改造節(jié)約環(huán)保岳陽興長年產(chǎn)30kt甲醇裝置上的LW－13/22往復壓縮機在裝置投產(chǎn)后不久即停機閑置。2003年底工藝系統(tǒng)改造需重新投用，出現(xiàn)二級活塞桿油封漏油量較大的故障，每天漏油約40kg，幾乎已成線狀。多次進行檢查和更換刮油圈后故障仍未解決；其中包括刮油圈與活塞桿接觸面的檢查；把銅質(zhì)材料改為鑄鐵的；單向單刃刮油圈改為雙向雙刃刮油圈。給設備安全運行帶來了隱患和增加運行成本。既造成了浪費又污染了環(huán)境。為提高經(jīng)濟效益，對壓縮機二級油封進行技術改造已刻不容緩。1壓縮機原設計參數(shù)及改造后參數(shù)1.1LW-13/27型二氧化碳壓縮機原設計參數(shù)LW-13/27型二氧化碳壓縮機的一級為雙作用氣缸，二、三級采用級差式氣缸。一級入口及三級出口配有緩沖罐，一、二級出口配有級間冷卻器，三級出口無冷卻器。二氧化碳壓縮機原設計參數(shù)如下：介質(zhì)：CO2流量：700Nm3/h進口壓力：常壓出口壓力：2.3MPa(A)進口溫度：≤40℃出口溫度：≤40℃曲軸轉(zhuǎn)速：590r/min活塞行程：180mm最大活塞力：45kN軸功率：115kW1.2壓縮機改造后參數(shù)流量：700NM3/h~900NM3/h進氣壓力：0.1MPa~0.2MPa(A)一級排氣壓力：0.29MPa~0.36MPa(A)二級排氣壓力：0.85MPa~1.15MPa(A)三級排氣壓力：2.3MPa(A)進口溫度：≤40℃出口溫度：≤40℃（冷卻后）曲軸轉(zhuǎn)速：590r/min活塞行程：180mm最大活塞力：45kN軸功率：129kW2改造后的應用狀況及對策2.1活塞桿油封漏油改造2.1.1存在現(xiàn)象2003年底機組改造重新投用后，出現(xiàn)二級活塞桿刮油圈漏油量較大的故障，每天漏油約40kg，幾乎已成線狀。多次進行檢查和更換刮油圈后故障仍未解決；其中包括刮油圈與活塞桿接觸面的檢查；給設備安全運行帶來了隱患和增加運行成本。2.1.2原因分析在對刮油圈的填料盒結(jié)構(gòu)分析時發(fā)現(xiàn)，該往復壓縮機的水平二級活塞桿刮油圈漏油的原因有以下3點。（見圖1）（1）刮油腔回油孔的出口方向是水平位置，回油孔直徑φ10mm，距離十字頭滑道只有100mm，刮油盒回油口無隔離。壓縮機十字頭在滑道上的往復運動飛濺的潤滑油正好沖擊道回油口，直接影響道刮油圈的回油。收稿日期：2005-12-15作者簡介：劉伯若，1987年畢業(yè)于長煉職工大學，現(xiàn)在岳陽興長甲醇廠從事設備管理工作。收稿日期：2005-12-15作者簡介：劉伯若，1987年畢業(yè)于長煉職工大學，現(xiàn)在岳陽興長甲醇廠從事設備管理工作。（3）刮油圈只有兩組，刮油效果不好。圖1改造前密封盒示意圖2.1.3解決對策圖1改造前密封盒示意圖要想解決上面三個問題，刮油圈填料盒必須重新設計制作。使新的刮油圈填料盒統(tǒng)一克服上面三個問題。新設計的刮油圈填料盒具有以下改進，見圖2。（1）刮油圈填料盒的回油口開在徑向方向，使回油垂直向下流出，避開十字頭往復運動時飛濺的潤滑油對回油的沖擊，能減少回油阻力，加快回油的流速。（2）原刮油填料盒是鑄鐵造的，壁厚有15mm，材質(zhì)由鑄鐵改為45＃鋼，減少壁厚，加大刮油圈盒的內(nèi)腔。由原φ95擴大到φ122，外徑不變，使盒子的強度和剛度得到保證，并最大限度的加大刮油圈填料盒的內(nèi)部空間，增加刮油盒存油空間，有利于刮油和回油。（3）增加兩組刮油圈圖2改造后密封盒示意圖增加兩組刮油圈是用活塞桿填料密封代替，但要對活塞填料密封進行改進，在密封環(huán)盒鎖閉環(huán)之間銑回油槽，這樣對活塞桿上的潤滑油才能起到刮油環(huán)的作用；理由是：如果改增加金屬刮油圈，必將增加活塞桿與刮油圈的磨損，影響活塞桿的使用壽命；如改專用填充四氟刮油圈，需專業(yè)廠家生產(chǎn)，成本高。用活塞桿填料密封代替，改造工藝簡單，配件充足。增加兩組活塞填料密封時，還因考慮到在刮油圈填料盒中增加兩個活塞桿填料密封盒，以確保填料密封的軸向定位間隙的正確，填料盒上開回油槽，不然就堵塞了回油的油路，見示意圖3。7填料密封盒8回油槽7填料密封盒8回油槽圖3填料盒回油槽示意圖刮油圈的定位是靠刮油圈定位套和壓蓋一起定位的，把壓蓋改工成平面，可以節(jié)約成本和方便加工。刮油圈和填料密封的放置位置是兩組填料密封放在內(nèi)側(cè)，兩組金屬刮油圈放在外測。因為填料密封刮油圈的刮油效果沒有金屬的刮油圈好用，只能用它起到阻油的作用，金屬刮油圈在刮掉從填料密封漏過來的油就很容易。改進效果：改進后刮油圈徹底消除了漏油的現(xiàn)象，同時活塞桿的溫度沒有因為增加填料密封而升高。該壓縮機運行到現(xiàn)在，沒有發(fā)生過刮油圈漏故障2.2Ⅰ、Ⅱ級排氣溫度高的原因及改進措施分析認為造成排氣溫度高的原因有：氣閥失效故障，氣體不能很好的送入和排出，使高溫氣體在氣缸內(nèi)循環(huán)壓縮導致溫度高；活塞環(huán)卡死在活塞環(huán)槽內(nèi)，造成活塞和氣缸間隙過大，壓縮氣體在氣缸內(nèi)循環(huán)壓縮導致排出氣體溫度高；中冷卻器設計存在缺陷，冷卻效果差，造成Ⅱ級進氣溫度高。改進措施：在壓縮機停車備用期間關閉冷卻水系統(tǒng)，排空氣缸套內(nèi)冷卻水，避免氣缸內(nèi)形成冷凝水；活塞環(huán)由原來的石墨填充4F改為CFRP碳纖維增強聚四氟乙烯，填料密封由原來的石墨環(huán)改為CFRP碳纖維增強聚四氟乙烯。支承環(huán)的結(jié)構(gòu)原為整體熱裝,在材料改變后,由于熱脹系數(shù)發(fā)生了改變，整體熱裝困難，故改為斜口式（見圖3）；觀察發(fā)現(xiàn)中冷器冷卻效果差的原因是因為一級與二級級間冷卻器為三元件式管殼式冷卻器，其換熱管束構(gòu)成組合元件，因停用時間長，管壁結(jié)垢和銹蝕嚴重，造成傳熱效果差；導致Ⅱ級吸氣溫度高，采用化學清洗的辦法清洗中冷器芯子。2.3II級汽缸密封漏氣處理II級汽缸密封漏氣嚴重，多次更換三瓣密封不理想，打開檢查后發(fā)現(xiàn)填料環(huán)表面損傷，研磨平面后漏氣現(xiàn)象消除。2.4解除不必要的報警連鎖，重新設置部分報警值對該機控制部分全面進行效驗，為保證壓縮機的安全運行，解除原有的一級吸氣壓力低報警，增加一級吸氣壓力高報警，當吸氣壓力高于0.13MPa(A)時，進行報警。2.5對壓縮機進排出氣管路進行清理和部分改動LW-13/22壓縮機氣路系統(tǒng)存在的主要問題是：機組的入口管線和緩沖罐振動；壓縮機出口管線和止回閥振動劇烈。因此，現(xiàn)場實際運行情況，采取下列措施：（1）壓縮機入口管線和緩沖罐振動很大程度上是由于入口過濾器堵塞，過濾器前后壓差較大造成，對入口過濾器進行徹底清理；另外，由于系統(tǒng)介質(zhì)的催化劑粉塵較多影響氣閥的正常開閉，從而造成間歇性吸排氣加劇，引起壓縮機入口管線振動，此時也往往引起后路單向閥管線振動。（2）對出口管路上固定管子的管卡與管子間采用橡膠板墊層，架設出口管固定支撐，增強管道的抗流體脈沖干預能力，緩解出口管道振動，確保壓縮機的正常運行。2.6提高氣閥工作的可靠性2.6.1氣閥失效的原因?qū)е職忾y失效的主要原因有：彈簧、閥片的損壞，彈簧失效的原因是彈簧鋼絲直徑小，對腐蝕性缺口及材料缺陷過于敏感，從而導致折斷和彈力下降；閥片和閥座間密封面的失效，主要是由于異物進入致使密封面損傷及閥片耐疲勞性差斷裂破碎，另外氣閥部件的安裝精度也是導致氣閥失效的一個因數(shù)。2.6.2改進措施采用彈性、韌性較好的鋼絲，加強備件制造質(zhì)量，保證鋼絲直徑均勻,彈簧自由長度一致，并沒有任何缺陷；I級進口濾網(wǎng)由碳鋼改為不銹鋼,避免碳鋼腐蝕破碎后進入氣閥,為延長氣閥的使用壽命，氣閥閥片采用PEEK材料制造，彈簧材料采用50CrVA。嚴格按照規(guī)程進行安裝，保證安裝精度。另外，在氣閥的安裝過程中，還應注意裝閥前必須將系統(tǒng)、管路、氣缸、閥窩清理干凈；壓閥罩保證壓緊，否則會上下竄動，發(fā)出異響，危險性極大，影響閥的正常工作。3結(jié)論及建議3.1改造后的效果改進后刮油圈徹底消除了漏油的現(xiàn)象，同時活塞桿的溫度沒有因為增加填料密封而升高。該壓縮機運行到現(xiàn)在，沒有發(fā)生過刮油圈漏故障。月節(jié)約68＃壓縮機潤滑油1200kg，價值約6000元。3.2兩點建議一是加強故障診斷分析：由于活塞壓縮機易損件較多，這就需要有很強的理論分析做指導，再和實際情況相結(jié)合，從不同的現(xiàn)象中，分析出不同的故障，從而采取準確的措施，進行正確處理；同時，加強機組儀表檢測的準確性，根據(jù)儀表檢測的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)變化趨勢，對壓縮機的運行狀態(tài)進行分析，預測壓縮機將要發(fā)生的問題，從而進行強制性預防維修，將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，確保壓縮機的正常運行。二要嚴格特護巡檢制度的落實和管理：為了提高LW-13/22壓縮機運行可靠性，除了進行必要的技術性改造措施和提高壓縮機故障判斷的分析和解決問題能力外，還要加強對壓縮機的“機、電、儀、管、操”五位一體特護巡檢制度的管理，組建特護小組，培訓操作人員，定期召開特護會，對發(fā)現(xiàn)的問題及時分析，并協(xié)調(diào)相關單位盡快解決，建立健全壓