李俊杰
（新乡中新化工有限责任公司，河南 获嘉453800）
［摘 要］新乡中新化工有限责任公司300 kt/a甲醇装置离心式合成气压缩机（由凝汽式汽轮机驱动）采用一缸两段八级叶轮结构，自2011年11月投产以来，机组运行中暴露出设计、安装、运行、检修、仪控等方面的问题，如抽气器抽真空效果不佳、调节气阀卡涩致压缩机转速波动、干气密封损坏、平衡盘密封腐蚀损坏、转子结垢、驱动端轴振值单边偏大、止推瓦温度高、润滑油水含量高、润滑油温度高等。为此，中新化工技术人员经过几年来不断地摸索与分析，并与设计院积极沟通、与兄弟单位交流、与厂家积极商榷，总结生产经验，不断调整工艺指标、优化工艺与设备等，上述问题均得到了妥善解决。
［关键词］甲醇装置；离心式合成气压缩机；运行问题；解决措施；优化技改；操作调整
［中图分类号］TH452 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）06-0044-04
0 引 言
河南能源化工集团新乡中新化工有限责任公司（简称中新化工）300 kt/a煤制甲醇装置配套1台2BCL458型离心式合成气压缩机，由沈阳鼓风机有限公司（简称沈鼓）制造，其驱动机为杭州汽轮机股份有限公司制造的NK32/36/16型凝汽式汽轮机，采用3.8 MPa过热蒸汽作为动力蒸汽。本离心式合成气压缩机为一缸两段八级叶轮结构，第一段为新鲜气压缩段，由七级叶轮组成；第二段为循环段，由一级叶轮组成；合成气压缩机为垂直剖分式，轴端为圆锥型，采用膜片式挠性联轴器。合成气压缩机组于2011年8月安装完毕并完成空负荷试车工作，同年11月随甲醇装置投产正常投运。
合成气压缩机组作为甲醇合成系统的动力设备（压缩新鲜气与循环气，为甲醇合成系统提供所需的反应压力和空速），机组运行质量的好坏直接关系到整个甲醇装置能否稳定、长周期、优质运行。中新化工合成气压缩机组自2011年11月投运以来，运行中暴露出一系列问题，如抽气器抽真空效果不佳、调节气阀卡涩致压缩机转速波动、干气密封损坏、平衡盘密封腐蚀损坏、转子结垢、驱动端轴振值（VE24A423）单边偏大、止推瓦温度高、润滑油水含量高、润滑油温度高等，后通过一系列的优化技改，各类问题得到了很好地解决。以下对有关情况作一简介。
1 抽气器抽真空效果不佳
1.1 问题描述
合成气压缩机组汽轮机真空系统配备的辅机为两级射汽抽气器，主抽气器耗汽量160 kg/h、抽干空气量10.2 kg/h，以管网过来的1.27 MPa饱和蒸汽作为动力蒸汽，而凝汽器处于循环冷却水管网末端，凝汽器所用循环冷却水流量不稳定而致动力蒸汽带液量不稳定；尤其是夏季高温天气循环水温度过高及循环水中的杂质沉积堵塞凝汽器列管时，凝汽器换热效果不佳、两级射汽抽气器的喷嘴组合件出现泄漏、凝汽器与抽气器真空侧垫片安装不合理造成法兰微漏、抽气器冷却器换热面积不足，均会严重影响合成气压缩机组的抽真空效果，经常出现真空度低报警现象（报警值-60 kPa，跳车值-30 kPa），投用开工抽气器也不能有效提升真空度，危及机组的安全、稳定、长周期运行。
1.2 解决措施
① 汽轮机真空系统抽气器的二级冷凝液疏水阀之旁路阀较大，在疏水阀故障时不能有效地起到排液的作用，当冷凝液通过此旁路阀排空时，疏水管线不能形成液封，严重影响系统抽真空效果，为提高员工操作的准确性、减小因真空度降低引起的跳车风险，后将二级冷凝液疏水阀之旁路阀改为针型阀，并对原有疏水阀进行了更换；② 在1.27 MPa饱和蒸汽入界区前导淋处增设疏水阀，并将凝结水送入冷凝液管网，保持此导淋处于常开状态，以减少入抽气器蒸汽的带液量；③ 将凝汽器、抽气器真空侧的法兰垫片逐一更换为金属缠绕垫，并抹密封胶，提高法兰的密封效果；④ 停车大修时对凝汽器列管进行清洗，并在凝汽器上水总管上增设冲洗阀，每次开车前期打开冲洗阀，将管道内存留的杂质冲洗（就地）排放干净后再投用循环水；⑤ 对泄漏的喷嘴组合件进行更换，无法在线更换时，据现场每级抽气器的抽真空情况，两组抽气器组合投用（比如东边的一级抽气器和西边的二级抽气器配合使用），以保证汽轮机的真空度；⑥ 关小一、二级抽气器之进汽阀，减小抽气器冷却器的热负荷，将抽气器冷却器内的蒸汽及时凝结成水，提高系统真空度；⑦ 冬季开车时，对真空远传表增设电伴热，避免因气温骤降导致真空导压管冻堵而远传压力指示失真造成合成气压缩机跳车。2018年以来上述优化措施逐步落实后，合成气压缩机组汽轮机真空度明显提升，目前其真空度稳定在-80 kPa左右，能够满足正常生产所需。
2 调节气阀卡涩致合成气压缩机转速波动
2.1 问题描述
合成气压缩机静态调试时，调节气阀均正常；但在其运行过程中，尤其是高负荷时，合成气压缩机转速在10 500 r/min以上（额定转速10 825 r/min，跳车转速11 781 r/min）时，调节气阀开度在71%～78%区间内易出现卡涩现象，造成合成气压缩机转速大幅波动，波动幅度在200～500 r/min之间，若再碰上蒸汽压力波动，不仅会给合成气压缩机组的安全稳定运行造成极大风险（易超速跳车），而且会造成前系统压力波动而给整个甲醇装置的稳定运行带来影响。
2.2 解决措施
① 与变换、合成岗位加强沟通，稳定合成气（新鲜气+循环气）组分（CO 10%～12%、CO2 3%～5%、H2 74%～76%，氢碳比约4.5），避免因气体组分大幅变化而造成合成气压缩机被迫提高或降低负荷；② 保证3.8 MPa过热蒸汽压力稳定，避免因3.8 MPa过热蒸汽管网压力大幅波动而造成汽轮机主汽门大幅开关；③ 将合成气压缩机转速控制在10 700 r/min以下；④ 合成气压缩机润滑油经油冷器冷却后其温度控制在40～45 ℃；⑤ 操作人员严密监控汽轮机转速——若主汽门开度关小，需提高目标转速设定值，防止因主汽门关小而造成汽轮机转速大幅下降致系统波动，主汽门开度开大时，严密监控汽轮机转速，若转速上涨过快，联系调度降低3.8 MPa过热蒸汽管网压力，将设定转速下调，避免汽轮机超速而危及机组的安全运行。2018年以来上述优化措施逐步落实后，合成气压缩机运行过程中基本上可规避调节气阀开度71%～78%的区间，即便偶尔因上游工段气体组分突然大幅波动而跌入调节气阀开度71%～78%区间内，通过第⑤项调节手段也能最大程度上减小系统压力波动，避免不必要的放空，更不会因调节气阀调整不及时而造成合成气压缩机超速跳车。
3 干气密封损坏
3.1 问题描述
更多内容详见《中氮肥》2022年第6期