8M80机组应用过程中对系统的优化

2022-09-11

概述

沈阳申元气体压缩机厂生产的8M80系列氮氢气压缩机适用于单机年产8万吨合成氨的工艺流程, 是大流量高压往复活塞式压缩机, 单机功率8000kw, 为目前国内单机功率最大的往复式压缩机。我公司在2010年6月与沈阳申元气体压缩机有限公司正式签约进行8M80-500/260氮氢气压缩机首次工业化应用, 2011年6月两台8M80压缩机机组安装完毕, 2011年8月份开始试运行。

我公司作为一个搬迁企业, 公司现有设备一部分为搬迁利旧设备, 另一部分为新上设备, 8M80压缩机就是在公司搬迁重建过程中淘汰了原有旧型号设备而新增的压缩机。

一、8M80压缩机的特点

8M80压缩机是一种超大型氮氢气往复活塞式压缩机, 该机组主机采用八列六级对称平衡型结构, 各列气缸水平布置并分布在机身两侧, 具有动平衡性好、驱动侧扭矩均匀、操作检修方便等优点。气缸水冷、运动机构采用压力循环油润滑、电机拖动, 压缩机流程中设有回路调节阀, 可供压缩机启动和调量时使用。压缩机设有电动盘车装置, 在开车之前可以用此装置盘车, 以检查往复运动件在运动中有无阻滞、撞击现象。

8M80压缩机采用低噪音技术:容器内增加脉动衰减器, 能有效降低气流脉动和气流噪音, 气阀阀片及所有相关的密封元件均采用高强度塑料制造, 降低了由于撞击所产生的噪音。具有产量调节功能:通过适当调整进气压力可在一定范围内增加产量, 通过对管线回路调节阀的控制, 可以在一定范围内控制流量。便于检修:活塞杆与十字头采用半液压连接, 为用户检修填料、活塞环等提供了便捷的操作环境, 对各主要螺纹连接部位均给出了明确的紧固力矩, 为维修者提供了准确的操作依据。易损件寿命高:除了采用新材料外, 8M80压缩机在设计上对三大易损件的结构参数均采用了优化设计, 使其工作更可靠, 使用寿命更长, 大大延长了无故障运转周期。

基于以上特点, 8M80-500/260氮氢气压缩机可以应用在焦炉气、煤气、天然气作原料的化工流程中, 也可应用于催化重整、加氢裂化等炼化流程中。

二、运行过程中存在的问题

沈阳申元气体压缩机厂生产的8M80系列氮氢气压缩机与我公司原有H22 (Ⅲ) 、6D32、6M50等型机组相比较, 其单台机组单位时间打气量大幅度提高, 同时对半水煤气系统的匹配产生了较大影响。

由于8M80压缩机组打气量与原设计管道不匹配, 试运行期间首先发现的问题是机组各段间管道震动大, 尤其是一入总管震动严重;在经过改进处理后发现机组气缸仍然震动较大, 问题仍未得到彻底解决;其次由于厂区面积受限, 我公司只有一台煤气气柜, 并且气柜容量较小, 压缩机打气量与煤气气柜容量不匹配, 存在安全隐患;再次是系统波动较大, 在试运行初期, 压缩机频繁检修、倒车, 造成系统工艺调整非常被动, 无法实现平稳运行。

三、原因分析与优化、改进:

1. 改进了煤气管道支撑

在8M80机组运行初期, 采用了常规的管道支撑布局, 在实际运行过程中因机组打气量远远大于原有机型, 单位气体流速加快, 按原设计流速设计的管道发生局部震动。为解决这一问题, 我们对半水煤气总管道、机组各段间管道进行了分段排查, 分别进行了加固:对总管道采取了增加支撑数量、加大支撑面积等措施, 在压缩机一入管道入口、管道分离器入口分别增加一组支撑;对机组各段间管道采取了改变支撑形式、增加支撑数量等措施, 将部分支撑基础由二楼改至一楼, 并强化了基础承载力。通过对管道支撑的改造, 解决了管道震动问题对生产的影响, 积累了解决此类问题的经验。

2. 增加了级间缓冲设备的容量

由于压缩机打气量大, 原设计低压段级间缓冲能力小, 在运行过程中二、三、四段缸震动较大, 超过了设计值, 这阻碍了压缩机的安全、稳定运行, 经过与申元公司沟通、探讨, 最后决定在一、二、三段出口增大缓冲器容量, 较好地解决了设备运行中出现的不正常震动问题, 压缩机运行率得到提高。

3. 优化了控制、联锁系统

我公司原有合成氨用往复活塞式压缩机主要有H22 (Ⅲ) 、6D32、6M50系列往复式活塞式压缩机, 其单台打气量分别为9900Nm3/h、14200Nm3/h和20400Nm3/h, 而此次应用的8M80压缩机其单台打气量达到了30000Nm3/h, 瞬时流量为原有压缩机的3倍、2倍和1.5倍, 而我公司气柜储量只有10000m3, 在正常生产时, 系统缓冲时间仅有5分钟左右, 当发生非计划停车时缓冲时间更短。为保证系统安全, 我公司对原有控制系统进行了优化, 在压缩机--煤气鼓风机、煤气鼓风机--煤气气柜之间设置了停车联锁和低位联锁, 煤气气柜一旦降低至设定值, 煤气鼓风机、压缩机就会连锁跳车, 防止煤气气柜被抽空而导致安全事故;在造气炉控制岗位设置了报警装置, 使造气炉控制岗位能够随时监控煤气鼓风机、压缩机的运行状况, 并且可以根据不同情况对造气炉况进行调整。通过上述设施, 从技术上保证了系统的安全性。

4. 优化了调度调节方式

我公司的压缩机型号不同、打气量不同, 8M80机组更是第一次投入使用, 各压缩机之间、压缩机与系统之间合理匹配、安全运行问题都需要进行摸索。在8M80机组投入运行过程中, 通过反复论证和实践, 生产调度部门和各车间密切配合, 采用加强生产的计划性、减少非计划停机等方法, 做到开机、倒机、停机有序进行;大机、小机合理匹配, 减少系统波动。努力做到根据生产计划调节煤气产量、匹配压缩机, 尽量保证所有压缩机満量运行, 减少非满负荷运行时间, 避免大马拉小车现象的发生。