摘要：本文以某能源化工有限公司K-4003 循环气压缩机为例，分析循环气压缩机异常故障原因，并提出循环气压缩机异常故障的处理对策，以供借鉴。
关键词：循环气压缩机；故障；对策
1 引言
K-4003 循环气压缩机为聚乙烯装置关键动设备，原轴封采用双端面机械密封。该机械密封最大的缺点是有密封油往缸体内泄漏，影响压缩机运转性能，甚至造成压缩机停车检修；同时，由于密封端面线速度较高，使其使用寿命受到很大限制，正常情况下≤2 年，已不能满足石化行业对设备实现稳定、长周期运行的要求。为提高 K4003 循环气压缩机运行的可靠性和稳定性，保证机组及装置的长周期运行，提高装置的运行水平及经济效益，有必要分析，以期实现设备的长周期运转。
2 K- 4003 循环气压缩机
某能源化工有限公司的 K-4003 循环气压缩机是由日本神户制钢生产的，是乙烯全密度装置的心脏设备，K- 4003 停车则 C-4001 聚合反应器必须停车，致使装置无法进行生产。气相法流化床反应器乙烯聚合操作工艺流程如图 1 所示，反应回路系统主要由 C-4001 聚合反应器，E-4002 循环气冷却器和 K-4003 循环气压缩机组成。催化剂和反应物料连续加入到装有聚乙烯粉料的流化床聚合反应器中，聚合生成的聚乙烯粉料树脂由排料系统间断排出，连续循环气相反应物由反应器顶部出来，与新鲜物料汇合在一起，经过离心式循环气压缩机 K-4003 增压，然后通过循环气冷却器 E-4002 撤出聚合反应热后从流化床反应器底部进入反应器。循环气一方面流向流化床层，另一方面移出聚合反应放出的热量。
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图 1 气相法流化床反应器乙烯聚合工艺流程简图
3 运行过程中出现的故障原因及解决措施
3.1 压缩机在负荷试车时出现入口导叶开度的问题
压缩机的入口导叶安装在压缩机的吸入端的前端，通过入口导叶的控制器进行调节压缩机的流量，可以有效的调节压缩机的生产能力。按照制造商的要求，压缩机的操作手册上的要求，压缩机在开车时要求入口导叶的开度为10%到20%左右，要尽量开小，这样压缩机的启动电流小，可以保护电机。但按照工艺商的要求，需要在启动时，入口导叶的开度为60%，这样可以保证流化，确保不会落床。关于开车时入口导叶开度的大小成为了当时开车时的焦点问题，因为操作手册的要求是10%到20%左右的开度，如果不按照制造商的要求，作为用户我们也担心会由于启动电流大而烧毁电机；而工艺商的要求是60%的开度开车，如果不按照工艺商的要求进行开车又担心会影响工艺的操作，造成启动时落床，压缩机喘振。最终又经过GE对启动时的工艺条件进行重新核算和确认，最后确认电机可以10%到20%左右的开度进行启动开车。
结论：关于循环气压缩机在签署技术附件时，关于压缩机导叶入口的开度，作为一个关键性的指标提给制造商，厂商要考虑到启动时在10%到20%左右的开度下的电机的启动电流，确保选用的电机满足启动时的要求。
3.2 压缩机离合器漏油
循环气压缩机在正常运行时，设备的各种参数满足技术要求，运行良好。但在离合器与电机相连接的轴头处出现甩油现象，由于此压缩机在装置里为单台生产，无备机，面对运行期间漏油现象，无法停车处理，只能在漏点处放个接油槽进行接油并随时往油箱补油的处理方法。对轴头甩油现象进行了分析和处理。首先在离合器上盖处原来是一个丝堵，将其拿掉，连接一个管子，可以将里面的油气排向大气，从接管处确实有油气排出，但并没有解决漏油的问题。通过离合器的回油视镜观察，此视镜的液位要高于其它视镜的液位，初步分析是离合器的回油是在整个回油管线的末端，回油压力低，造成回油不是很畅通，这样离合器轴承箱的油液位高会有油从轴头甩出。操作手册对回油管线的坡度的要求为1：24，现场的回油管线缺少坡度，过于平。问题基本确定漏油的原因为回油管线缺少坡度，由于此问题只能到停车大修期间进行处理，故在次年的检修期间对压缩机的回油管线进行了处理。漏油问题基本解决。
结论：设备在安装期间，关于设备的回油管线的坡度一定确保，另外在每个机组的回油管线上安装一个调节阀，可以调节回油流量，也能避免漏油现象。
3.3 压缩机的平衡孔
压缩机的流量靠入口的导向叶片的开度进行调节，由于循环气的组分不是纯粹的气体，其中含有一定的聚乙烯粉料，循环气会带有粉料进入到压缩机的流道，涡壳内，带入到入口导叶的转轴处，为防止导叶被带入的聚乙烯粉料卡住，无法动作，故在导叶处有一个IGV吹扫氮气。此吹扫气的工作压力为0.69bar-1.72bar，在最初开车过程中，吹扫气的压力保证要求，对IGV进行吹扫。但在工艺的操作中发现了问题，进行反应器的氮气量较大，破坏了反应的平衡，针对反应器中不明的氮气进行了排查，最后发现进入反应器的大量氮气来自于IGV的吹扫气。但IGV正常的消耗量是很小的，为什么IGV会进入如此多的氮气呢？为确保操作平稳，最后就是停止了IGV的吹扫气。但虽然是解决了操作的问题，但却给设备本身留下一个问题。后来进过翻阅操作手册和咨询GE厂家，最后断定是在压缩的入口的隔板处有两个平衡孔，氮气通过此平衡孔进入压缩机最终进入反应器的。最终在今天的大修期间，将压缩机的前端拆卸下来，将两个孔进行重新攻丝并堵上。待装置开车后，吹扫氮气可以在正常的压力下投用，也没有多余的氮气进入压缩机了。
结论：通过了解GE并不是所有的循环气压缩机都有平衡孔的，若在实际操作中发现氮气超标，破坏反应平衡时，可以查阅图纸确认是否是平衡孔的原因造成此问题。
3.4 压缩机的轴位移
此台压缩机自投产以来，运行一直良好，机组的相关参数都在规定的范围内，唯一一个影响机组长周期运行的指标就是压缩机的轴位移。压缩机在最初开车时位移的值为0.0294mm，随着设备的长周期运行，此值最高达到0.3200mm，压缩机轴位移的报警值为0.41mm，联锁值为0.53mm。在运行期间此值基本维持在0.30mm左右。由于压缩机的位移值一直处于波动状态，对装置的长周期运行存在着安全隐患，随时存在压缩机位移达到联锁值而停车。怀疑是否是推理瓦块磨损造成位移增高，在今年的检修过程中，检查了压缩机的止推间隙，测量值为0.38mm，负荷轴承的设计要求。观察压缩机的叶轮流道，挂满了聚乙烯粉料，经过清理挂在叶轮及流道上的粉料，再次开车时，位移基本维持在0.24mm左右。
结论：循环气压缩机在聚乙烯装置这种工艺条件下，会有粉料带入压缩机内部，会影响到压缩机的位移，若发生位移增长的情况，建议在每次大修时对所挂的粉料进行处理。
4 结语
总之，从该台压缩机的维修过程可以看到，我们在对机组进行维修时，要尽可能避免因惯性思维而导致的模糊判断，一定要基于实践，具体问题具体分析，且要尽可能全面地进行考虑，避免故障因素的相互牵连而引起的连带问题。才能以最快的方式解决实际问题，避免反复维修而造成的时间浪费。
参考文献：
[1]史何秋.聚丙烯循环气压缩机气阀故障分析与处理[J].石化技术，2017（8 ）.
[2]张亚雄.循环气压缩机异常故障原因分析及对策[J].通用机械，2017（6 ）.
论文作者:孔凡喜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：压缩机论文; 反应器论文; 位移论文; 氮气论文; 油管论文; 漏油论文; 入口论文; 《基层建设》2018年第29期论文;