河南龙宇煤化工有限公司1期50万t/a甲醇煤气化装置采用壳牌粉煤加压气化技术,循环气压缩机是煤气化装置的核心动设备。该循环气压缩机采用沈阳鼓风机有限公司设计制造的单级悬臂离心式机组,其型号为SV12-M,压缩介质为循环合成气。压缩机机组主要由电机、压缩机、液力偶合器、增速箱、润滑油系统和干气密封系统组成,设备转动通过膜片联轴器连接。为了便于安装找正,整体布置于同一钢制底座上,整个机组(除液力偶合器)采用润滑油站供油,机组为双层布置,主机置于楼上,油站以及液力偶合器配套的泵站、板式换热器等置于楼下,压缩机的轴端采用中间带迷宫的串联式集装式干气密封,原动机采用南阳防爆集团有限公司提供的增安型电机,液力偶合器为大连液力机械有限公司提供。为了确保机组安全运转,压缩机组设有各种控制及保安装置。
压缩机组在运行过程中出现了一些问题,为了保证气化装置的安全、稳定运行,采取了相应的解决措施。
1.出口膨胀节出现的故障及解决措施
循环气压缩机(K1301B)在试运行期间,膨胀节上部波纹管与工作接管焊缝处泄漏,泄漏长度4~5 mm,且大拉杆支承板变形严重。膨胀节强度严重不够,无法保证正常使用,严重影响压缩机长周期稳定运行。其原因分析是膨胀节设计和制造不合理。采取的解决措施如下:
(1)由于重新采购时间影响开车进度,经讨论将出口膨胀节从上下法兰接管处用气割割掉,采用直管替代;
(2)增加管道支架,采取工字钢360 mm×140 mm,长度为7400 mm,东、西2根固定在钢框架横梁上,南、北使用长度为870 mm的相同工字钢固定,形成井字架。而出口管道4个方向上焊接200 mm×70mm的槽钢,长度为520 mm,在管道上部焊接加强筋板(厚度为20 mm、长度180 mm×180 mm的三角板),最终保证槽钢面与工字钢间隙为3~5 mm,达到只允许管道向上膨胀,保护压缩机管道膨胀正常运行的目的。
2.压缩机叶轮出现的故障及解决措施
压缩机K-1301B在运行40多天时,VISA1301/VISA1302振值瞬间超跳车值导致装置停车。经拆卸发现叶轮边缘处有严重磨损。经测绘,轮盖前端面磨损3~5 mm,轮盖边缘局部磨穿,磨损4~5 mm;检查止推轴承瓦片,间隙、窜动量等均正常;对叶轮进行光谱及硬度检测,叶轮材质Inconel625符合设计,但叶轮渗硼硬度不够,叶轮渗硼硬度设计要求为1200 HV以上,实际检测只有220~300 HV。
原因分析:压缩机所输送的介质中含灰量较大,且有一定黏性,因支撑、端板处间隙设计不合理,飞灰在轮盖边缘与支撑间隙小的情况下,如果灰块或腐蚀锈皮在轮盖边缘与支撑间隙处聚集,就会导致叶轮盖边缘磨损,对压缩机的正常运行产生危害;叶轮的轮盖前端面和边缘未进行渗硼处理,耐磨损强度不够。
解决措施如下。
(1)对叶轮的轮盖前端面和边缘加工处理,重新做低速动平衡。
(2)增大叶轮轮盖边缘与支撑处的间隙,防止合成气在高速运行时飞灰聚集多导致叶轮轮盖边缘磨损。
(3)对叶轮轮盖处增设反吹气,该反吹气设置为中压氮气,温度为225 ℃,压力为5.2 MPa,其管线设计为DN10,压力等级为600LB,材质选用316L。在蜗壳和支撑上开孔Φ6 mm,并通过在4个支撑90°方向的筋板处加工成螺纹孔固定,通过1根主管进去,然后在主管线上开孔,分为4股,对进入叶轮边缘的飞灰进行吹扫,通过流量计变化调节阀门来保证氮气吹扫流量。
(4)对压缩机蜗壳增加中压蒸汽伴热,降低由于温度较低导致管道腐蚀和铁锈皮增加。
(5)由于采用激光熔覆修复叶轮周期较长,故此次采用的是在叶轮轮盖前端面和边缘加工处理的方法,并重做低速动平衡处理。
通过对循环气压缩机运行期间存在的问题进行原因分析和采取相应的解决措施,延长了设备使用寿命和运行周期,并为气化装置的长周期、高负荷运行奠定了坚实的基础。