山东联盟化工股份有限公司一厂压缩车间共有活塞式压缩机18台,其中MH12-92/314氮氢气压缩机1台(11#机),MH12-73/314氮氢气压缩机2台(12#、13#机)。3台压缩机均为上海压缩机厂产品,其中11# 机1998年投用,12#、13#机1995年投用。设备设计一入压力为0.123 MPa(绝压)。为适应生产需要,一入口压力控制在0.139 MPa(绝压),加量生产后,11#机一出压力由0.24 MPa(表压)升至0.30 MPa(表压)。在打气量增加后,一段十字头、活塞杆经常发生断裂事故。一段活塞破裂事故频发,因压缩介质是氮氢气,断裂时出现的火花极易引起火灾及爆炸事故,严重影响了安全生产。经分析,原因如下。
1. 11#机MH压缩机打气量92 m3/min,转速428 r/min,比同型号的12#、13#MH压缩机转速快95 r/min,压缩机一段负荷加重。一段缸径Φ800 mm,活塞杆直径Φ70 mm,一入压力达到0.30 MPa后,一段盖侧和轴侧的活塞力分别为15072 kg 、14956 kg。该机型设计活塞力为12 t,一入压力控制在0.139 MPa(绝压)后,活塞力严重超标,使活塞杆、十字头、活塞等机件超出设计极限,引起机械疲劳造成事故发生。
2. 压缩车间现有6MD20-110/320氮氢气压缩机5台、6MD45-180/320压缩机4台。一入设计压力为0.123 MPa(绝压),而在实际生产中为0.139 MPa(绝压),超设计运行明显,造成各段压力和原设计不匹配,某段超设计较严重,如四段压力在一入设计状态下0.123 MPa(绝压)吸入,四段排出压力为4.3 MPa(表压);而在一入0.139 MPa(绝压)实际工况下吸入,加之甲醇、合成放空气补入四段入口(7000 m3/h左右),四段排出压力达5.6 MPa(表压)。四段安全阀起跳频繁,造成相关压力容器——四段油分长期超压运行,严重影响了设备安全运行。
通过上述原因查找,对11#、12#、13#氮氢气压缩机实施了改造措施。
1. 为减轻一段负荷,在不影响二段负荷的情况下,对二段气缸进行扩缸,由Φ480 mm扩至Φ500 mm。扩缸后,一出压力由0.30 MPa降至0.24 MPa,一段盖侧和轴侧的活塞力分别减至12057 kg、11965 kg。
2. 对五、六段气缸进行扩缸改造,将6MD20、6MD45压缩机五段气缸分别由Φ150 mm、Φ190 mm扩为Φ155 mm、Φ195 mm。6MD20、6MD45压缩机六段气缸分别由Φ120 mm、Φ160 mm扩为Φ125 mm、Φ165 mm,五、六段气缸扩缸利用原来的旧缸套,只需将缸径镗修即可。
改造后,一段压力比改造前分别降低了0.6~0.8 MPa,提高了压缩机打气量,确保了压缩机安全运行;六段气缸扩缸后,活塞力平衡,四段压力基本能降到设计指标,满足了设备的安全运行。通过设备技术改造,消除了设备事故,促进各段压力匹配、活塞力不超设计值,保证了设备的安全运行,一年节约检修经费20余万元。