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二氧化碳导致平衡管结垢问题的分析与解决

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-06-17 18:11:41 来源: 作者:用户63289    浏览次数:0    
摘要

1 流程简介二氧化碳压缩机高压缸为顺序布局而非传统机组的背靠背布局,非联轴节侧为三段进口,联轴节侧为四段出口。为了平衡轴向推力以及使两侧干气密封处于相同的工艺条件,在平衡盘外侧设有一条平衡管线引到三段入口。从四段出口引出一股CO 2经过减压后作为缓冲气分别送入两侧干气密封。为了监控干气密封泄漏以及确保缓冲气供给,分别设置四个压差表:PDI7843/44测量缓冲气压差正常控制在100KPa;50 K...

1 流程简介

二氧化碳压缩机高压缸为顺序布局而非传统机组的背靠背布局,非联轴节侧为三段进口,联轴节侧为四段出口。为了平衡轴向推力以及使两侧干气密封处于相同的工艺条件,在平衡盘外侧设有一条平衡管线引到三段入口。从四段出口引出一股CO 2经过减压后作为缓冲气分别送入两侧干气密封。为了监控干气密封泄漏以及确保缓冲气供给,分别设置四个压差表:PDI7843/44测量缓冲气压差正常控制在100KPa;50 KPa低报警,PDI7847/48测量干气密封泄漏气压差,控制范围0.5-4.9KPa;此外干气密封过滤器还设有压差表PDI7845要求小于120KPa.

2 现象分析

在整个工况变化过程中,缓冲气压力PG7846不断上涨,两侧缓冲气压差逐渐不平衡,非联轴节侧缓冲气副线阀基本关完PDI7844仍然偏高,*高150KPa;联轴节侧高压侧高压侧缓冲气副线阀基本开完PDI7843仍然偏低,*低70KPa.与此同时高压缸轴位移从0.22mm上升到0.3mm,推力轴承温度从88℃上升到96℃,但仍在允许范围内。5月初,现场在两侧缓冲气管线备用接口用压力表实测,联轴节侧压力:3.4MPa左右,非联轴节侧压力2.0MPa左右。可以确定问题在联轴节,PDI7843/7844测量的是缓冲气与干气密封内侧压力,而联轴节侧干气密封内侧是平衡室,那平衡室的压力为3.4-0.07=3.33MPa.这就使得两侧干气密封的工作压力严重不平衡,两侧缓冲气压差无法调节;同时也使平衡盘两侧压差偏离设计工况,这也就是轴位移和轴承温度上升的原因。从设备结构上分析平衡室压力上升的原因主要有三个:一是平衡盘迷宫密封泄漏量过大;二是平衡管线或平衡室流通量不够;三是其它原因导致的高低压窜气。

3 处理

根据上述原因,在5月份停车时由于时间有限,仅对平衡管线进行检查,更换了联轴节侧干气密封。在检查中发现,平衡管线与高压缸连接处结垢非常严重垢层厚度约5mm,计算剩余流通面积为原流通面积的56%。结垢呈土黄色,相对比较疏松,分析成分95.13%为可燃物但详细组分不明;现场通过敲打管道和压缩空气吹扫基本清除干净。10月份被迫停车后,同样平衡管线进行敲打处理,对高压缸一侧平衡管深处通过内窥镜进行检查并用疏通器进行处理。在开车过程中又发现干气密封泄漏并进行了更换。

4 效果

在两次处理过后,机组升速升压到正常状态检查,缓冲气压力PG7846压力下降至2.8~2.95MPa.两侧缓冲气压差均可稳定在100KPaG.轴位移为0.25mm,轴承温度90℃。各项指标恢复正常。

5 结垢原因分析和对应措施

回顾缓冲气压力上升的过程,每次遇到下雨或高湿天气时缓冲气压力总会出现一波较大幅度的上升,而这种现象是从尿素装置脱氢系统在2008年8月份正式投运后非常明显,由于脱氢系统在运行中要消耗一定量的氧所以防腐空气加入量较以前增加了一倍;而尿素装置的防腐空气来自合成车间空压机出口,从CO 2压缩机二段分离器前加入的,由于天气或空压机段间冷却器泄漏等原因造成空气带水量增加是无法避免的是,那就造成单位时间进入压缩机水量也相应增加;在停车检查时也发现2、3段分离器排放管线有水排出,这在以前尚未遇到。空气中水分进入压缩机虽然经过两次冷却分离,仍有一定残存,含有一定水分的CO 2在经过平衡盘迷宫密封时被多次节流减压温度降低,水被冷凝出来,然后与其它杂质混合后附着在设备、管道内壁形成结垢并不断累积,脱氢系统投运后由于带水量增大,结垢累积速度加快造成平衡管线流通面积下降、平衡室压力升高。为此计划在防腐空气管线进压缩机前增加一套处理能力为45m 3/h的干燥器;从而解决空气带水问题,也期望平衡管线结垢的问题由此得到解决。

6 结语

由于没有足够停车检修时间,无法对机组内部结垢问题进行检查处理,也无法对平衡盘迷宫密封的泄漏情况进行确认。

缓冲气压力虽然降到2.8~2.95MPaG但仍较高,问题并未彻底解决;垢样主要成份为有机物,经分析判断应该是CO2中带来的,需要在以后的工作中给予解决。

 
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