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壓縮機(jī)組石化行業(yè)典型詳解,一次事故損失百萬(wàn)起步

     在石化企業(yè)中,對(duì)于煉油廠的三機(jī)(煙機(jī)、主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)及氫壓機(jī))、化肥廠的五機(jī)(空壓機(jī)、合成氣、氨壓機(jī)、CO2、原料氣或氮壓機(jī))、乙烯廠的三機(jī)(裂解氣、乙烯、丙烯),習(xí)慣上稱為大機(jī)組或關(guān)鍵機(jī)組。
 
  【壓縮機(jī)網(wǎng)】這些大機(jī)組幾乎都由工業(yè)汽輪機(jī)所驅(qū)動(dòng)的離心式(或軸流式)壓縮機(jī)所組成,具有轉(zhuǎn)速高、功率大、技術(shù)密集、價(jià)格昂貴、無(wú)備機(jī)、檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。一旦發(fā)生設(shè)備故障而停機(jī)檢修,將造成整個(gè)生產(chǎn)裝置的全面停產(chǎn)(或大幅度減產(chǎn)),企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益損失十分嚴(yán)重。
 
  通常,一次較大的設(shè)備事故(例如轉(zhuǎn)子損壞)的直接經(jīng)濟(jì)損失大約為百萬(wàn)元以上,間接經(jīng)濟(jì)損失(裝置產(chǎn)值損失及開(kāi)、停車(chē)放空損失)大約為數(shù)千萬(wàn)元。因此,石化企業(yè)極為重視大機(jī)組的管理與維護(hù),也認(rèn)識(shí)到在提高大機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷水平上而花錢(qián)是值得的。
 
  1、煉油裝置
  在煉油裝置中,催化裝置有主風(fēng)機(jī)機(jī)組(也有稱三機(jī)組、四機(jī)組、煙機(jī)機(jī)組)和氣壓機(jī)機(jī)組。連續(xù)重整裝置、加氫裝置、柴油加氫等裝置有新氫壓縮機(jī)機(jī)組和循環(huán)氫壓縮機(jī)機(jī)組。焦化裝置有氣壓機(jī)機(jī)組,動(dòng)力裝置有汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組、空壓機(jī)機(jī)組、氮壓機(jī)機(jī)組。公用工程有涼水塔風(fēng)機(jī)、循環(huán)水,貯運(yùn)裝置有干氣壓縮機(jī)機(jī)組等等。
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  2、化肥裝置
  在化肥裝置中,空壓機(jī),合成氣壓縮機(jī)、氨壓機(jī)、CO2、壓縮機(jī)是必不可缺的機(jī)組,氣頭廠則還有原料氣壓縮機(jī),煤頭廠則有可能有氮壓機(jī)。
 
  3、乙烯裝置
  在乙烯裝置三大機(jī)組中,裂解氣壓縮機(jī)功率最大,結(jié)構(gòu)也最復(fù)雜,類(lèi)似于化肥的合成氣機(jī)組,由高中壓汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)由高、中、低三個(gè)缸組成的壓縮機(jī),乙烯及丙稀機(jī)組則由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)多數(shù)為一個(gè)缸的壓縮機(jī)。
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  下面重點(diǎn)講解煉油化工裝置中典型壓縮機(jī)機(jī)組
 
  煉油化工裝置常用的壓縮機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn)
 
  煉油廠常用壓縮機(jī)按工作原理結(jié)構(gòu)基本可以分成透平式和容積式壓縮機(jī)兩大類(lèi):
 
  透平式壓縮機(jī)有:離心式和軸流式兩種;如催化裝置的主風(fēng)機(jī)采用的是軸流式的較多,而氣壓機(jī)均是離心式壓縮機(jī)。
 
  容積式壓縮機(jī)有:往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式(如螺桿式壓縮機(jī))
 
  按出口壓力的不同,一般稱排出壓力P≤0.015MPA為通風(fēng)機(jī);0.015MPA<P≤0.2MPA的為鼓風(fēng)機(jī);P≥0.2MPA的為壓縮機(jī)。
 
  按出口壓力壓縮機(jī)又可分為:低壓壓縮機(jī)0.2<P≤1.0MPA;中壓壓縮機(jī)1.0<P≤10MPA;高壓壓縮機(jī)1.0<P≤10MPA;超高壓壓縮機(jī)P>100MPA。
 
  透平式和容積式壓縮機(jī)特點(diǎn)
 
  透平式壓縮機(jī)特點(diǎn):
  ●氣流速度高,損失大,小流量機(jī)組效率較低;
  ●流量和出口壓力的變化由性能曲線決定,若出口壓力過(guò)高,可能導(dǎo)致機(jī)組喘振;
  ●排氣均勻,無(wú)脈動(dòng);
  ●不適應(yīng)小流量,超高壓的范圍。容積式壓縮機(jī)特點(diǎn):
  ●氣流速度低,損失小,效率較高;
  ●排氣壓力在較大范圍內(nèi)變化時(shí)排氣量不變,同一臺(tái)壓縮機(jī)可用于壓縮不同氣體;
  ●排氣脈動(dòng)性大(螺桿式壓縮機(jī)無(wú)脈動(dòng));
  ●不適應(yīng)大流量的場(chǎng)合,但從低壓到超高壓的范圍均適用(螺桿式壓縮機(jī)具有低壓較大流量的操作特性)。
 
  離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
  離心式的壓縮機(jī)是一種連續(xù)排量的壓縮機(jī),流體從葉輪獲得能量,在葉輪內(nèi)和靜子擴(kuò)壓器內(nèi)轉(zhuǎn)化為流體壓力。煉油廠常用離心壓縮機(jī)有水平剖分型和垂直剖分型。
 
  水平剖分型壓縮機(jī)的機(jī)殼分上、下兩部分,吸氣、排氣以及氣體分支接管等均布置在下半機(jī)殼。上半個(gè)機(jī)殼可以吊起,方便檢修、安裝。根據(jù)段數(shù)不同可以分為單段多段、兩段等級(jí)等。葉輪在機(jī)殼內(nèi)串聯(lián)布置或背靠背排列。為提高壓縮機(jī)效率氣體可在段間進(jìn)行冷卻。這種機(jī)殼剖分形式適用于最高壓力為6MPa的場(chǎng)合。
 
  垂直剖分型壓縮機(jī)也稱筒型壓縮機(jī)。機(jī)殼只有垂直剖分面,如果機(jī)殼有兩個(gè)端蓋,則有兩個(gè)垂直剖分面;如果機(jī)殼只有一個(gè)端蓋,而另一端與筒體一體,機(jī)殼呈鐘形,也稱殼體壓縮機(jī)。這類(lèi)壓縮機(jī)大多數(shù)用于高壓場(chǎng)合,葉輪在機(jī)殼內(nèi)可以順排,也可以背靠背排列,其最高工作壓力可達(dá)70MPa。
 
  軸流式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn):
  軸流式壓縮機(jī)也屬于透平式或速度式壓縮機(jī),煉油廠多選用作催化裂化裝置的主風(fēng)機(jī)。
 
  軸流式壓縮機(jī)具有如下特點(diǎn):效率較高,單機(jī)效率可達(dá)86%~92%,比離心式壓縮機(jī)高5%~10%,單位面積流通能力大,徑向尺寸小,適宜流量大于1500m3/min的場(chǎng)合,單級(jí)壓力比較低,單缸多級(jí)壓力比可達(dá)11,與離心式壓縮機(jī)相比,靜葉不可調(diào)試式軸流壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄,在恒定轉(zhuǎn)速下,流量變化相對(duì)較少,壓力變化較大。此外,結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,維護(hù)方便。
 
  因此,軸流壓縮機(jī)對(duì)于中、低壓、大流量,且載荷基本不變的情況較為理想。全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)可以擴(kuò)大壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū),彌補(bǔ)了靜葉不可調(diào)式軸流壓縮機(jī)的不足,而且可以提高壓縮機(jī)的效率,降低起動(dòng)功率。目前,煉油廠主要用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)。
壓縮機(jī)組石化行業(yè)典型詳解,一次事故損失百萬(wàn)起步
  煉油化工裝置中典型的壓縮機(jī)組
  1、催化裂化裝置主風(fēng)機(jī)組
  催化裂化裝置的主風(fēng)機(jī)組是裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一,主風(fēng)機(jī)承擔(dān)著向催化裝置的再生器提供燒焦用風(fēng)的主要任務(wù)。主風(fēng)機(jī)機(jī)型主要取決于裝置規(guī)模和主風(fēng)量的大小,在現(xiàn)代化的大型裝置中,軸流式壓縮機(jī)以流量大、效率高、操作范圍寬、體積小而逐漸處于主導(dǎo)地位。隨著裝置處理量的增大,設(shè)置煙氣輪機(jī)回收利用再生煙氣的能量,可大幅度降低裝置能耗并增加經(jīng)濟(jì)效益,因而受到了格外的重視。煙氣輪機(jī)與主風(fēng)機(jī)相結(jié)合,派生出了多種機(jī)組配置方式。目前按照軸系的結(jié)合方式,主風(fēng)機(jī)與煙氣輪機(jī)機(jī)組有同軸機(jī)組和分軸機(jī)組兩大類(lèi)。
 
  同軸機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是煙氣輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī),能量轉(zhuǎn)換效率高;機(jī)組配置簡(jiǎn)單;當(dāng)機(jī)組有超速趨勢(shì)時(shí),主風(fēng)機(jī)可以起到制動(dòng)作用。同軸機(jī)組的缺點(diǎn)是任一單機(jī)故障時(shí),整個(gè)機(jī)組需停機(jī)處理,對(duì)裝置生產(chǎn)影響較大。

  具體配置方式又細(xì)分為:
 ?。?)異步電動(dòng)/發(fā)電機(jī)與煙氣輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的三機(jī)組;
 ?。?)蒸汽輪機(jī)與煙氣輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的三機(jī)組;
 ?。?)蒸汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)與異步電動(dòng)/發(fā)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的四機(jī)組。
  分軸機(jī)組的配置方式為:煙氣輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的單獨(dú)發(fā)電機(jī)組。此時(shí),主風(fēng)機(jī)可由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)或直接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。分軸機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)在于煙氣輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),與再生器的供風(fēng)系統(tǒng)分開(kāi),對(duì)裝置操作的影響小。缺點(diǎn)是機(jī)組對(duì)轉(zhuǎn)速控制的要求更為嚴(yán)格,需要在煙氣輪機(jī)入口和旁路系統(tǒng)設(shè)置快速切斷的高溫蝶
 
  以上所述配置方式各有優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)工廠的汽電平衡條件和操作人員的技術(shù)水平等因素來(lái)確定機(jī)組的配置方式
 
  富氣壓縮機(jī)組
  富氣系統(tǒng)的工藝流程
  由分餾塔頂油氣分離器來(lái)的富氣,經(jīng)氣壓機(jī)(富氣壓縮機(jī)的習(xí)慣叫法)入口前的文丘利管及風(fēng)動(dòng)閘進(jìn)入氣壓機(jī)的第一段壓縮,壓縮后的氣體進(jìn)入中間氣體冷卻器,富氣經(jīng)冷卻器冷至40度后,進(jìn)入氣壓機(jī)的氣液分離器進(jìn)行氣液分離。分液后的氣體進(jìn)入氣壓機(jī)二段壓縮,然后經(jīng)風(fēng)動(dòng)閘閥進(jìn)入吸收穩(wěn)定部分。氣壓機(jī)中間分液罐分離出的凝縮液則由凝縮油送入吸收穩(wěn)定部分,小型裝置可返回分餾部分。
 
  有的裝置在壓縮機(jī)入口設(shè)有氣液分離罐,并配有相應(yīng)的凝液排出系統(tǒng)??紤]到緊急狀態(tài),設(shè)有富氣放火炬系統(tǒng),由放火炬線上風(fēng)動(dòng)蝶閥或風(fēng)動(dòng)閘閥控制。為在機(jī)組事故緊急停機(jī)時(shí)能及時(shí)將入口卸壓,在停機(jī)信號(hào)發(fā)出時(shí),入口放火炬閥連鎖自動(dòng)打開(kāi)。為了防止機(jī)組喘振,采用二段防喘振系統(tǒng),控制防喘振調(diào)節(jié)閥開(kāi)度,以保證操作點(diǎn)不進(jìn)入喘振區(qū)。
 
  富氣壓縮機(jī)組的結(jié)構(gòu)
  (1)富氣壓縮機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
  氣體在壓縮機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)兩段壓縮,兩段中間設(shè)有中間冷卻器以及分液罐。壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、軸套、平衡器、半聯(lián)軸器等。定子包括機(jī)殼、隔板、軸承、密封等。壓縮機(jī)的徑向軸承為可傾瓦軸承,推力軸承為金斯伯雷軸承,在徑向軸承和推力軸承內(nèi)分別埋有熱電阻,用以監(jiān)測(cè)軸承溫度變化。進(jìn)、出口均垂直向下。氣壓機(jī)的密封有機(jī)械密封、油膜密封、蒸汽阻塞密封和干氣密封。技術(shù)發(fā)展至今干氣密封已被廣泛采用。
 
 ?。?)汽輪機(jī)
  在催化裝置中,驅(qū)動(dòng)富氣壓縮機(jī)的工業(yè)汽輪機(jī),以背壓式居多,也有一些凝汽式。這些汽輪機(jī)有反動(dòng)式的,也有沖動(dòng)式的。汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力3.13至3.8MPA(表),溫度390至450度,進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量由氣壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制。正常操作條件下,由反應(yīng)壓力控制器串級(jí)控制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)指令操縱油動(dòng)機(jī),帶動(dòng)汽輪機(jī)蒸汽調(diào)節(jié)閥,改變氣壓機(jī)負(fù)荷,并保持氣壓機(jī)入口壓力穩(wěn)定。背壓蒸汽并入裝置低壓蒸汽管網(wǎng)。

  氫壓縮機(jī)組
  在煉油的催化重整裝置和加氫裂化裝置,一般包括有:預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)(一般為往復(fù)式),重整循環(huán)氫壓縮機(jī)(一般為離心式),在接觸壓縮機(jī)(一般為往復(fù)式)和氨壓縮機(jī)這幾種類(lèi)型的壓縮機(jī)。
 
  對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī),它一般使用于壓力高、壓縮比大、壓縮流量較小的對(duì)象。往復(fù)式壓縮機(jī)主要控制吸入口壓力,吸入口壓力的穩(wěn)定是往復(fù)式壓縮機(jī)操作平穩(wěn)的關(guān)鍵。通常采用壓縮機(jī)入口旁通管調(diào)節(jié)方案,即用壓縮機(jī)出口返回入口的旁通管的調(diào)節(jié)閥控制吸入口壓力。一般返回氣體經(jīng)過(guò)冷凝進(jìn)入緩沖罐并分出凝液后,進(jìn)入壓縮機(jī),以防止液體帶入壓縮機(jī)。
 
  離心式壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)比較,有體積小、重量輕、占地少、流量大、供氣均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、運(yùn)行效率高、設(shè)備易損部件少,維護(hù)維修方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于轉(zhuǎn)速很高,可以用汽輪機(jī)直接帶動(dòng)。對(duì)于催 化重整裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)所用離心壓縮機(jī),大量的氫氣走的是大循環(huán),只是由于催化重整是副產(chǎn)氫氣的裝置,部分氫氣在壓力控制下經(jīng)在接觸后送出。
 
  因此,壓縮機(jī)吸入氣量是有保證的,離心式壓縮機(jī)運(yùn)行比較穩(wěn)定。離心式壓縮機(jī)由汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng),它還配有配套系統(tǒng),如:潤(rùn)滑油系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)、干氣密封系統(tǒng)系統(tǒng)或油路密封系統(tǒng)、蒸汽及疏水系統(tǒng)。

標(biāo)簽: 壓縮機(jī)典型石化行業(yè)  

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