河南能源化工集团中原大化公司化肥事业部30万t/a合成氨装置是我国引进的具有20世纪80年代国际先进水平的大型合成氨装置。该装置以天然气为原料,日产合成氨1000 t,采用UHDE-ICI-AMW低能耗工艺流程,由联邦德国伍德公司总承包。合成气压缩机采用意大利新比隆技术,筒式压缩机;压缩机由低压缸和高压缸组成,机组压缩机润滑油、密封油独立于透平;机组轴封采用浮环密封方式。工艺合成气在3.83 MPa、40 ℃下经机组压缩和热交换后出口压力10.58 MPa、温度32 ℃。
2014年开车以后,点检时发现合成气压缩机高压缸密封油油气压差异常,低于正常水平0.068 MPa,而且有持续降低的趋势,随着观察时间的延长,油气压差已经趋近于零。
经过排查,排除了压差表指示异常、回油管线阻塞回油不畅、浮环密封密封环磨损等原因造成,但当把油气压差表切除,气侧管线阀门打开后,有油从气侧管线喷出,安装好表以后,油气压差稍微恢复。由此确定造成油气压差指示持续降低的原因是油气压差气侧进了油。经分析,造成这种状况的原因是:开车过程中,建立密封油时密封油高位槽油位过高,油从顶部的参考气管线进入,由于管线设计上有一段管线低于机组,而且呈U型,油进入管线以后在U型管处积累形成一段液柱,由于建立密封油时缸体压力为0.5 MPa,正常运行时缸体压力达到10.3 MPa左右,气侧压力高会推动气侧管线内的油沿管线回流,在回流过程中在U型管左右两侧形成液位差,形成一个压力差,抵消一部分高位槽的压力,当压力差等于高位槽形成的位差压力0.068 MPa 时,油气压差表现为零。
处理措施
由于合成气压缩机介质为易燃、易爆气体,运行中高压缸压力达到10 MPa左右,所以处理难度较大。由于没有备用管线,运行中不能切除,所以无法排出气侧管线内的油。经论证,决定通过气侧新接管线来调整油气压差,即从压差表气侧管路接通1根管线直接连接到密封油高位槽液位计排气端,同时切除液位计,只保留顶部进气。这样就成功地将原有气侧管路短接,气侧从新的管路通过,从而把U型液柱两端的压差平衡掉,使压力差消失。
经以上处理后,压缩机高压缸密封油回油量增大,回油管线温度升高,回油通畅;高压缸密封油油气压差正常、稳定;新接管线对管路无危害。
建议
(1)停车过程中,要清空管道内的油;开车过程中,建立密封油时要密切关注密封油高位槽液位,避免液位过高而使气侧管线进油。
(2)技术改造时,在气侧管线低点增加1个导淋,当有油进入时通过此导淋将油排出,或者通过技术改造使气侧管线低点设置高于机组,使气侧管线不能形成液柱,从而避免发生油气压差消失的情况。