关于提高连续重整再接触增压机运行可靠性的分析

关于提高连续重整再接触增压机运行可靠性的分析

刘如振

中国石化沧州炼化公司

摘  要  某石油化工企业连续重整装置自开工运行以来，再接触增压机组K202出现了多次问题或故障，影响了装置的平稳运行。运行部从压缩机组的日常操作、运行状态和运行环境方面入手，对典型的故障案例进行了分析，并对潜在的问题隐患提出了相关的整改措施。

关键词  连续重整  压缩机  故障  可靠性

1 设备及工艺流程简介

1.1该企业连续重整装置再接触增压机（K202A/B/C）为往复式压缩机，型号为2D20-23/10-21。机组的运行任务是将重整单元副产的含氢气体增压后同重整生成油混合，提高氢气的纯度和重整生成油的收率。

1.2重整单元再接触系统流程。

重整产氢一部分在重整反应系统中循环使用，另一部分经机组冷却器E212和机组入口分液罐D211后，被再接触增压机K202A/B/C升压，然后与液相重整产物混合，经水冷器E211冷却后进入再接触罐D214。

从再接触罐D214顶部分出重整富氢气体，经D215A/B脱氯处理后，其中一部分作为预加氢补充氢，另一部分经氢气增压机K203A/B升压后送至全厂氢气管网。再接触罐D214底部液体经脱戊烷塔进料脱氯罐D219脱除氯化物后与脱戊烷塔底液换热进入脱戊烷塔C201。

2提高连续重整再接触增压机运行可靠性的意义

连续重整装置催化剂再生单元联锁值最小为1KPa（一反下料斗D281和一反底部催化剂通道管差压）。当再接触增压机出现故障、必须切机处理时，极易导致重整反应压力波动、触发再生单元催化剂循环停车联锁，影响催化剂烧焦的同时对整个装置的安全、平稳造成较大影响；当再接触增压机出现故障、短时间内无法恢复时，将导致重整生产的含氢气体不能及时送出、装置放火炬，影响环保和经济效益；当再接触增压机出现故障、较长时间无法恢复时，将导致装置降量或停工。

因此，降低连续重整再接触增压机的故障切机频次，提高机组运行的可靠性十分重要。

3出现的问题及分析

连续重整再接触增压机自装置投运以来，发生故障的频次明显高于其它机组。其中的典型故障案例如下：

3.1排气超温

3月16日，机组开机后排气温度迅速升高，几分钟内由环境温度攀升至120℃且没有趋向于平稳的迹象，导致不得不停机排查原因。考虑到三台机组的入口管线在开工前期间已爆破吹扫多次，入口过滤器也已清理，且三台机组同时出现的故障现象相同。因此排除设备本体故障因素，工艺操作影响机组排气温度的可能性最大。

分析认为，机组开机时，控制进气压力的两台控制阀（PV20302C、PV20302A）在调整的过程中，开关的幅度和速度过大，造成压缩机入口分液罐D211压力频繁波动；除此之外，能够间接反映压缩机进气压力的D211没有远传压力显示，使得内操在当时情况下调整机组的进气压力略显困难。因此，不平稳的工况环境造成了机组在开机过程中进气压力低、压缩比过高、排气温度超报警值。

3.2气阀故障失效

气阀故障失效是往复式压缩机最常见的故障，发生故障时需停机或切机检修处理。连续重整再接触增压机在运行初期的气阀故障失效的案例如下。

3.2.1 阀片疲劳断裂

3.2.2介质夹带少量粘油进入机组，影响气阀的正常工作。

5月4日，对B机两个超温的气阀进行拆检发现拆下来的阀盖上落有焦粉。分析认为焦粉应为含氢气体夹带的少量粘油固化所致。

3.2.3压缩机的压缩比控制过高，排气超温、气阀故障失效。

3.3压阀罩破裂

5月16日上午10:15，巡检人员发现正在运行的C机东气缸有异响，下午17:00时响声明显增大、频率同气阀的开关频率一致。经初步判断为机械故障后，车间决定切机检修。经拆检发现，3、4号排气阀的压阀罩本体开裂，外侧的平面上均有顶丝印痕。从而可以判断出，压阀罩是延轴向振动，同3颗顶丝不断碰撞导致了其本体的开裂。

因此，阀盖顶丝没有顶紧锁牢压阀罩是导致压阀罩破裂的主要原因。

3.4其它问题

连续重整再接触增压机运行以来，出现的其它问题还包括轴头泵压力不足、密封填料泄漏、刮油环漏油、仪表引压线同其它管线接触碰磨等。

4采取的措施

4.1机组的日常操作方面。

4.1.1运行部计划在下次大修时增加重整再接触增压机入口缓冲罐D211的压力远传。在操作员调整工况时作为机组入口压力变化幅度的参照，防止机组压缩比过高导致排气温度超温报警。

4.1.2机组在吹扫置换时，应尽量平稳操作、减少压力波动、降低影响。

4.2机组的运行环境方面。

4.2.1加强连续重整再接触增压机入口缓冲罐D211和循环氢压缩机K201入口管线的检查和排凝工作，力争从源头上进行控制。同时，运行部择机打开机组入口缓冲罐D211和重整气液分离罐D201，检查罐内除沫网的完好情况。

4.2.2利用装置标定的时机，考验机组性能，评价机组运行工况同设计工况的匹配程度，同时对机组适宜的运行环境给出参照。

9月18日至20日，连续重整装置负荷提至100%，期间对2台机组的运行状况进行了纪录分析。

表1 标定期间重整K202机组运行参数

注：表中入口温度、出口温度和径向轴承温度的数值均为72小时最大值。机组的入口压力、出口压力波动幅度≤±0.01MPa。

由表1可看出，当装置100%负荷运行时，机组的出口压力为2.02MPaG，入口压力为0.97MPaG，排气温度接近设计值。当工艺调整对机组的运行环境造成影响时，可依机组的标定值为参考，严格控制机组的压缩比，防止排气温度过高报警。

4.2.3在冬季投用冷却水系统时充分做好防冻防凝工作。

重整再接触部分三台压缩机共12段填料软化水线，规格为φ22×2.8，位于重整压缩机厂房二层平台下方，由于所处位置原因，常年得到不阳光照射。考虑到在冬季运行时，如果其中的1条管线出现偏流或冻凝将会导致整个重整压缩机厂房7台压缩机冷却水系统故障，风险极大。因此，运行部将所有机组的冷却水线进行保温，尽可能降低冻凝风险。

4.3机组的运行状态方面。

连续重整再接触增压机K202A/B/C三台压缩机共用一台排气温度报警仪表。该仪表安装在三台机组的排气总管线上，距压缩机实际的排气口较远，不能及时显示排气温度变化。无法对三台增压机的各自排气温度实施可靠有效的在线监控，在一定程度上影响了设备的安全运行。因此，运行部根据《API-618-2007 石油化工和天然气工业用往复式压缩机》《GB/T20322-2006 石油及天然气工业用往复压缩机》文件的相关规定，提报了整改计划，并实施。

4.4进行技术改造。

4.4.1为减少因现场人员切机造成的装置波动，除了加强标准作业指导的同时，也将三台机组全部增上负荷调节机构；为提高现场阀门开关的效率和平稳性，计划择机在三台机组的进出口阀上分别增加气动执行机构。

4.4.2连续重整再接触增压机K202A/B/C设计为两开一备，当装置非满负荷运行时会出现开一台机组能力不足开两台机组能力过剩的情况。对此，运行部提报了设计委托，在三台机组中选取了一台增上了余隙调节系统，在设备节能的同时，也一定程度上令设备的运行环境更加适宜和平稳。

5结论

通过以上分析，连续重整再接触增压机K202A/B/C在日常操作时需平稳缓慢，故障切机时要迅速熟练；其对运行环境的要求非常敏感和苛刻，压缩比稍大于设计值（设计值为2.00）时排气温度便迅速升高；操作员应格外注意机组现场的仪表数值，以弥补DCS上可监控数据少的技术缺陷。为了能够进一步提高机组运行的可靠性，还需要对机组进行必要的技术改造，使机组更加安全、环保、高效地运行。

参考资料：

1.《API-618-2007 石油化工和天然气工业用往复式压缩机》

2.《GB/T20322-2006 石油及天然气工业用往复压缩机》

作者简介：

刘如振，（1987-7）男，本科，中国石化沧州炼化公司；研究方向：设备管理。