1裂解氣壓縮機工藝簡介

　　上海石化股份公司1#乙烯裝置是從日本三菱油化株式會社引進的成套裝置，經(jīng)過多次改造，現(xiàn)已年生產(chǎn)150kt.其中C-201裂解氣壓縮機型號為34M-6X5，采用兩缸三段壓縮工藝。裂解氣經(jīng)一段壓縮后，排出氣體被海水冷卻，進入二段吸入罐中分離。油層送汽油解吸塔，水層回到工藝水油分離器，氣體進入二段壓縮。二段排出氣體經(jīng)海水冷卻后，進入三段吸入罐進行氣液分離，凝液用液面控制回到二段吸入罐，氣體進入三段壓縮。三段排出氣體經(jīng)海水冷卻后，進入三段出口罐進行氣液分離，凝液用液面控制回到三段吸入罐，氣體進入堿洗塔。

　　2壓縮機結(jié)焦的原因

　　由于裂解氣中含有各種不飽和烯烴，金屬氧化物和硫化物，特別是硫化物，雜環(huán)氧化物，微量的溶解或懸浮狀的金屬離子共存，使烯烴，雙烯烴的自聚共聚復雜化，在受熱的金屬設(shè)備內(nèi)壁形成一層組成復雜的污垢物，即所謂的結(jié)焦。引起不飽和烴聚合結(jié)焦反應(yīng)的因素分析如下：圖1C-201裂解氣壓縮機系統(tǒng)工藝流程示意1）溫度。溫度是不飽和烴聚合結(jié)焦的重要原因之一。裂解氣壓縮機的段間溫度隨著運轉(zhuǎn)時間的延長而逐漸升高，從而為結(jié)焦創(chuàng)造了有利條件。

　　2）氧含量。微量氧的存在可誘發(fā)氧化物游離基的產(chǎn)生，為聚合結(jié)焦提供了引發(fā)條件。

　　3）水。水作為極性分子，對聚合結(jié)焦有一定的促進作用。

　　4）金屬離子。鐵和其它金屬離子的存在，對二烯烴的聚合起到引發(fā)劑的作用。水量越多，水溫越高，金屬離子化傾向也越高。

　　5）物料中不飽和烴的濃度。不飽和烴的存在是聚合結(jié)焦的內(nèi)在的根本原因。

　　3壓縮機不平衡故障

　　3.1轉(zhuǎn)子不平衡故障和特征

　　當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，如果其質(zhì)量中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合時，將產(chǎn)生離心力。離心力是引起轉(zhuǎn)子和軸承振動的主要原因，這就是轉(zhuǎn)子的不平衡故障。轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡所產(chǎn)生的離心力始終作用在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，就在轉(zhuǎn)子或軸承的某一測點處產(chǎn)生一次振動響應(yīng)。因此它的振動頻率就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速工頻。轉(zhuǎn)子不平衡故障的主要特征表現(xiàn)為：1）在徑向振動的頻譜圖上，工頻成分突出；2）徑向振動的波形基本是一個正弦波；3）兩個相互垂直的徑向振動的時域信號，在相位上基本相差90°，合成的軸芯軌跡呈較為規(guī)則的橢圓狀。

　　3.2不平衡的產(chǎn)生原因

　　導致機組運行時轉(zhuǎn)子不平衡的原因是多方面的，通常的因素如下：1）質(zhì)量不均勻（形狀等）；2）結(jié)構(gòu)不對稱（鍵槽等）；3）加工不同心（澆鑄，機加工等）；4）裝配不同心（配合間隙，聯(lián)軸節(jié)不對中等）；5）配合件的配合情況變化；6）材料（應(yīng)力釋放，冷熱態(tài)等）；7）運行過程（腐蝕，磨損，沖刷，斷缺，積塵，結(jié)焦垢等）。

　　因此，在轉(zhuǎn)子不平衡時采取哪種正確的維護措施恢復正常運行，取決于不平衡所產(chǎn)生的原因。

　　對于裂解氣壓縮機，運行過程中的因素是*常見，*主要的原因之一。

　　4裂解氣壓縮機運行監(jiān)測

　　4.1振動監(jiān)測

　　為了監(jiān)視壓縮機運行的機械振動，C-201壓縮機配備了美國BENTLY3300型軸振動監(jiān)視儀表。壓縮機軸振動值在現(xiàn)場有顯示和輸出，同時還與其它參數(shù)一起被送到DCS系統(tǒng)。壓縮機的BENTLY電渦流式位移探頭布置見圖2所示。它是股份公司23套關(guān)鍵機組之一，由專業(yè)技術(shù)人員對儀表的軸振動信號進行定期的頻譜和趨勢分析。

　　隨著轉(zhuǎn)子結(jié)焦程度的提高，轉(zhuǎn)子的振動增大。

　　轉(zhuǎn)子上不均勻的結(jié)焦，將導致轉(zhuǎn)子的動不平衡，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的不平衡故障，在頻譜分析圖上顯示為轉(zhuǎn)速工頻成分的突出。

　　4.2監(jiān)測因子

　　裂解氣壓縮機長期連續(xù)運轉(zhuǎn)后，各段的出入口溫度開始升高，壓力也隨之上升，壓縮機的能力將會顯得不足。為此，美國Nalco/Exxon公司提出了用N因子來監(jiān)測壓縮機的運行狀態(tài)。

　　N= Ln（Pd/Ps）/（Ln（Td/Ts）

　　Ln（Pd/Ps）/Ln（Td/Ts）-1 Pd，Td――壓縮機出口壓力，出口溫度；Ps，Ts――壓縮機入口壓力，入口溫度。

　　壓縮機的壓縮比（Ln（Pd/Ps））越大，而溫升（Ln（Td/Ts））越小時，說明壓縮能力越高。

　　由上式可見，N越大，壓縮能力越小，說明結(jié)焦程度越嚴重。

　　5裂解氣壓縮機運行狀態(tài)分析

　　5.1振動分析

　　圖3為低壓缸高壓側(cè)軸振動雙峰值的變化趨勢。在1999年5月和11月底有兩次較高的振值。

　　圖4為1999年11月29日的振動信號頻譜分析圖，可見明顯的轉(zhuǎn)速工頻（5400RPM）成分，在其它探頭信號中也類似如此。振動信號分析表明壓縮機存在轉(zhuǎn)子不平衡故障。經(jīng)過12月消缺檢修后，軸振動回復到低振值水平并很穩(wěn)定。

　　圖3低壓缸高壓側(cè)軸振動（X20111H）雙峰值趨勢

　　5.2監(jiān)測因子分析

　　自1998年底至2000年4月底的運行期間，C-201壓縮機經(jīng)過1999年5月底的大檢修和1999年12月的消缺檢修。在該運行期間內(nèi)，記錄壓縮機各段進出口溫度和壓力并計算N因子，以時間順序生成圖表。

　　1）**段N1因子。1999年5月份大修前達到*高水平，6月份開車后波動較大，到1999年11～12月份N又明顯增大，經(jīng)過12月消缺檢修后，N1又回落到較低水平。

　　2）第二段N2因子。1999年5月份大修前達到*高水平，6月份開車后一直比較平穩(wěn)。在1998年12月消缺檢修后進一步回落且穩(wěn)定。

　　裂解氣壓縮機（C-201）**段N1因子示意圖5裂解氣壓縮機（C-201）第二段N2因子示意3）第三段N3因子（見圖6）。從1998年底開始有緩慢增大趨勢，在1998年12月消缺檢修后有所回落。

　　5.3綜合分析

　　從圖3～6可見，在1999年5月和11月底，一段，二段的N因子和低壓缸的軸振動信號均出現(xiàn)較大的數(shù)值。低壓缸轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡故障，而其原因恰恰是由于聚合結(jié)焦。經(jīng)過1999年5月份大修和12月份消缺檢修時的清焦，N因子和軸振動均有明顯下降。說明運用N因子和軸振動的綜合分析方法，可以更加準確的監(jiān)測出壓縮機的結(jié)焦及所導致的轉(zhuǎn)子不平衡狀態(tài)。

　　6結(jié)焦的防治

　　為了防止壓縮機結(jié)焦，在壓縮機各段的物料管線都設(shè)有洗油注入線，由計量泵控制連續(xù)注入，這也是目前*常用的方法。洗油有兩個作用，一是沖刷附著在葉輪機套罩上的聚合物，二是冷卻裂解氣，減緩聚合結(jié)焦。

　　但是，洗油并不能從根本上解決聚合結(jié)焦的問題，沖刷也不會徹底。從C-201運行歷史來看，依然存在一定程度的結(jié)焦。如在1999年5月25日停車大檢修時，揭蓋發(fā)現(xiàn)各級流道和葉輪上都存在嚴重的結(jié)焦，在1999年12月底消缺檢修時，也發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子上結(jié)焦嚴重。

　　為了改善防止結(jié)焦的效果，在C-201壓縮機洗油注入的基礎(chǔ)上，于2000年3月3日起開始增加使用美國Nalco/Exxon公司的EC3144A型裂解氣壓縮機阻聚劑。

　　7結(jié)語

　　裂解氣壓縮機的聚合結(jié)焦，將導致各級流道變窄，阻力增大，溫度升高，從而使壓縮機的負荷下降，影響裝置的生產(chǎn)運行。因此，分析和監(jiān)測C- 201裂解氣壓縮機的結(jié)焦情況對于保證1 #乙烯裝置的"安穩(wěn)長滿優(yōu)"運行具有十分重要的意義。

　　a.運用美國Nalco/Exxon公司提供的N因子計算式，同時對壓縮機軸振動信號進行分析，可以更加準確有效地監(jiān)測壓縮機的運轉(zhuǎn)情況，為裝置制定生產(chǎn)和檢修方案提供可靠的依據(jù)。

　　b.要求定期準確記錄壓縮機各段的壓力和溫度變化并計算N因子，對壓縮機振動信號作定期的趨勢和頻譜分析，這也就需要加強對壓縮機進行多方面的技術(shù)管理。

　　c.從2000年3月3日加注EC3144A阻聚劑后的N因子和振動趨勢看，截止目前壓縮機運行狀態(tài)良好。對于EC3144A阻聚劑的使用效果，需要經(jīng)過較長時間的運行后，通過跟蹤監(jiān)測N因子和振動變化，并*終在下次揭蓋時才能作出適當?shù)脑u價。