延迟焦化装置富气压缩机汽轮机故障分析.docx

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延迟焦化装置富气压缩机汽轮机故障分析

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摘要：离心压缩机组作为石油化工行业中的核心设备之一，其运行平稳与否直接关系到整个装置甚至多个装置的正常运行。而汽轮机作为离心压缩机(简称离心机)主要驱动机之一更是机组运行正常与否的关键。

关键词：延迟焦化装置；压缩机

1装置及工艺流程

某公司延迟焦化装置主要加工常减压装置减压蒸馏后的减底渣油、掺炼10%左右的催化油浆或者丙烷脱油沥青。该装置的主分馏塔顶焦化富气经压缩机第一段压缩后流经中间冷却器进行冷却，分液后再进入第二段压缩，最后进入气液平衡罐。该压缩机为2MCL457型，二段七级，由杭州汽轮机有限公司(简称杭汽)生产的背压式汽轮机(NG25/20)驱动，压缩机与汽轮机之间采用挠性叠片式联轴器联接。该机组采用一个润滑油系统，除了提供润滑外，还向汽轮机调节控制系统提供控制油。随着装置的长周期运行，该汽轮机的做功效率明显下降。本文将就装置长周期生产中的大机组设备的运行状况进行简要分析与探讨。

该公司延迟焦化装置的原料来源有6个：常减压装置的减压塔底部抽出的换后渣油、渣油罐区来的渣油、罐区来的催化油浆、两套催化油浆直供进焦化装置、丙烷脱沥青的脱油沥青以及糠醛抽出余油经由罐区进入焦化装置。上述6种原料在延迟焦化原料罐混合。原料性质日益恶劣对装置长周期运行造成了极大威胁，同时公用系统的运行状态也给装置各个设备的正常运转带来了很多的不利因素。现就该装置富气压缩机的运行状况做简要分析。

2延迟焦化装置富气压缩机主要技术参数

延迟焦化装置富气压缩机及汽轮机型号参数见表1和表2。

3运行状况

机组于2017年3月随全厂进行大修，于2017年4月3日开车运行。在开车升速阶段8100～8400r/min时进汽量没有明显变化，判断为调速汽阀卡塞导致，在8400r/min之后恢复正常。

机组开车初期，汽轮机中压蒸汽进汽量26t/h,2017年4月3日装置进料后汽轮机总进汽量趋势如图1所示。该汽轮机轮室压力1.6MPa。由图1可见，机组在运行过程中汽轮机进汽量逐步下降，由刚开机时的最大进汽量32t/h下降至20t/h左右，初步判断为汽轮机转子及过流部件结盐结垢所致。离心机运行状态基本平稳，仅在2018年6～7月和2020年2～3月出现过离心机4个轴振动波动的情况，调整工艺操作后运行逐步趋于平稳，机组干气密封泄漏量正常。

表1压缩机参数

名称

正常工况

额定工况

最小工况

介质

富气

富气

富气

机型

2MCL457

进口流量(标准状态)/

(m3·h-1)

16060

19300

13000

进口压力/MPa(绝)

0.14

0.14

0.14

进口温度/℃

40

42

40

出口压力/MPa(绝)

1.45

1.45

1.45

分子量

31.013

31.013

29.662

转速/(r·min-1)

10808

11424

10893

临界转速/(r·min-1)

一阶4194

二阶15769

轴功率/kW

1877

2331

1625

表2汽轮机参数

名称

正常工况

介质

汽轮机

型号

NG25/20

额定转速/(r·min-1)

11424

跳闸转速/(r·min-1)

机械：13195

电子：12955

进气压力/MPa(绝)

正常：3.4

最大：3.5

进气温度/℃

正常：400

最大：410

输出轴功率/kW

额定：-2564

正常：-1877

转速变化范围/(r·min-1)

8568～13440

排气压力/MPa(绝)

0.9

排气温度/℃

275.4

该机组运行至2020年6月汽轮机进汽量已经没有调节手段，只能依靠提高中压蒸汽管网压力维持机组运行。由图2可见，2020年6月初，汽轮机进汽量有一次大幅度下滑，在此之前，系统中压蒸汽管网曾有一次较大幅度波动。

该机组计划于2020年7月初进行计划性停工检修，检修主要内容为：汽轮机检查轴瓦、清洗转子、更换油动机、更换速关阀油缸密封、检查调速汽阀；离心机检查轴瓦、清洗转子、更换两端干气密封。

图12017年至2020年汽轮机进汽量

图22020年汽轮机进汽量

5结语

富气压缩机作为延迟焦化装置的心脏设备，其运行状况的好坏决定着装置运行周期的长短，因此对大机组的运行状况，不仅应关注其运行参数是否正常，还要对其驱动机以及驱动介质的状态、质量进行检测。

本文所述的汽轮机调速汽阀故障为第五号阀碟螺栓断裂。该阀在调速汽阀开度72%以上时开始动作。各种迹象表明，第五号阀碟应该是在开车阶段断裂的，但是并没有卡塞进入蒸汽流道之中，伴随着调速汽阀开关活动导致的气流变化，断裂阀