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循环氢jdb电子游戏平台网站 排气温度高的原因分析及解决措施

   【jdb电子游戏平台网站 网一、循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B机组概况
 
  1.1 机组结构简述及用途
 
  石脑油加氢装置循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B机组为固定水冷、一级、对称平衡型无油润滑往复活塞式jdb电子游戏平台网站 ,由同步电动机、机身、气缸曲柄轴、十字头销、十字体、活塞杆等零部件组成,由直接装在主轴上的同步电动机驱动。往复活塞式jdb电子游戏平台网站 的工作原理为当曲轴旋转时,通过连杆及十字头的传动,活塞在气缸内做往复运动。jdb电子游戏平台网站 的一个工作循环式由膨胀、吸入、压缩和排出4个阶段组成的。循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B主要用于克服石脑油加氢装置系统的阻力降,增加循环氢气体的压力,使得未充分参与反应的循环氢气体物料,经循环氢jdb电子游戏平台网站 升压后,重新进入反应系统。
 
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  1.2 主要技术性能
 
  循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B机组规格型号为DW-11/15-25,额度流量为11.0Nm3/min,额度吸气压力为1.5MPa,额度排气压力为2.5MPa,其作用为石脑油加氢装置反应系统用的循环氢增压循环,一备一用。
 
  1.3 机组运行状况及故障统计
 
  石脑油加氢装置循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B自2016年5月15日投运以来,机组多次发生排气温度高故障,导致机组频繁切换和维修频次高,操作人员和检维修人员劳动强度大,严重影响装置的长周期、安全平稳运行。机组主要的排气温度高故障如表2所示。
 
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  从上表2分析可以看出,在近2年多的装置生产过程中,循环氢jdb电子游戏平台网站 共发生故障10台次,都与机组排气温度高报警故障有关,造成2台机组频繁切换运行。
 
  二、循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B机组排气温度高原因分析
 
  现以某司石脑油加氢装置循环氢jdb电子游戏平台网站 出现的几起排气温度高案例为例,分析循环氢jdb电子游戏平台网站 排气温度高故障原因。
 
  2.1 案例分析
 
  2.1.1 案例一:操作系统工况波动,导致机组压缩比增大,排气温度快速上升,报警故障。
 
  (1) 事件描述
 
  2017年8月15日15:25,加氢反应器R-2001压差大,催化剂结焦堵塞,造成循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B出口至反应器入口管路憋压,jdb电子游戏平台网站 出口压力升高,而反应器出口到循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B入口管路因反应器床层结焦堵塞,循环氢量极致降低。虽然系统有新氢补氢,但短期还是造成jdb电子游戏平台网站 入口压力降低。其中jdb电子游戏平台网站 出口压力不断上升超过2.75MPa(高报警设计值2.75MPa,安全整定压力2.75MPa),导致安全起跳。入口压力降到1.1MPa左右,小于低报警设计值1.35MPa,机组排气温度升高特别快,排气温度高报警,导致紧急停车处理。
 
  (2) 原因分析
 
  我们知道,往复式jdb电子游戏平台网站 的排气温度可按绝热压缩计算,如下:
 
  Td=TsεK-1/K……………………………… ①
 
  式中,Ts,Td为吸、排气温度,K;ε为压缩比,ε=pd/ps;ps,pd为吸,排气压力,MPa;K为气体绝热指数,氢气介质下,取K=1.407。
 
  从上式可知,吸入温度越高,压缩比越大,排气温度越高。氢压机的输送介质来自于石脑油加氢装置,因加氢反应器R-2001催化剂结焦堵塞,造成循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B出口管路憋压,而jdb电子游戏平台网站 出口压力由系统压力决定,导致jdb电子游戏平台网站 出口压力升高,达到2.7MPa(正常值2.3~2.5MPa,高报警设计值2.75MPa)。而循环氢量极致降低,造成jdb电子游戏平台网站 入口压力降低,为1.1MPa(低报警设计值1.35MPa,正常值1.5MPa)。由式可知,压缩比增大,排气温度升高。
 
  2.1.2 案例二:气阀故障,机组排气温度高报警,机组被迫停机处理
  。
  (1) 事件描述
 
  2016年8月20日15:30,中控主操巡检发现循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A机组左右气缸排气温度高报警,左气缸排气温度110 ℃、右气缸排气温度109 ℃,且温度趋势不断上升,排气量也不断降低。为了满足生产需要及安全生产,z*后被迫停机切换备用机组。8月21日,机组置换合格后,达到检修条件,生产移交,机修维保对机组进行检修。
 
  (2) 原因分析
 
  从检修的情况看,造成这次jdb电子游戏平台网站 排气温度高故障的主要原因是气阀故障,气阀泄漏或损坏串气。主要表现为阀片、阀座上堆积较多的催化剂粉尘、油泥、积碳较多,导致气阀阀片、弹簧腐蚀,阀片、弹簧断裂严重,同时机组带液,形成液击,阀座液击断裂。从而导致气阀故障致机组在生产运行过程中出现排气温度高,排气量降低。因此,根据检修的情况分析,结合机组实际的运行工况,造成循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A气阀故障原因具体主要有以下几点:
 
  1)装置加工高硫油,循环氢中H2S含量高(在装置生产过程中对循环氢定期取样分析,循环氢H2S含量在10000-15000ppm),循环氢高浓度的H2S加速气阀弹簧、阀片腐蚀断裂。对气阀进行拆检发现进气阀弹簧断裂、阀体内积累较多杂质、阀片断裂等。
 
  2)循环氢中携带的催化剂粉尘较多。催化剂粉尘会积聚在气阀阀片、阀座上形成油泥、积碳,堵塞气阀的流通面积,影响阀片的启闭,阀片弹簧受力不均,长期处在较高的交变应力工况下工作,容易造成阀片、弹簧断裂。
 
  3)介质循环氢气中夹带液体组分。生产上循环氢气虽然经过循环氢分液罐进行分离,但仍带有少量较轻的液体组分,同时生产上的操作波动将会使液体组分进一步增加。从而使jdb电子游戏平台网站 吸入的氢气带液,对气缸及气阀产生液击。机组在生产运行过程中带液运行,形成液击,极易造成气阀阀片、弹簧、阀座损坏或断裂,导致气阀故障,同时因液体难压缩,机组带液运行存在严重的安全隐患。
 
  4)弹簧因质量问题或疲劳断裂,平衡力不均,气阀弹簧损坏会引起气阀阀片断裂,其后果又进一步加速阀座的损坏。
 
  5)进口过滤器滤网脱落,输送介质不净。输送介质含有粉尘、油泥等,在气阀表面,特别是气阀阀片及阀座密封面形成结焦,易造成密封面的腐蚀和刮痕损坏,导致气阀被卡住或垫住,造成气阀泄漏,很容易造成气阀和弹簧断裂,及阀座损坏。

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  2.2 往复活塞式jdb电子游戏平台网站 ——循环氢jdb电子游戏平台网站 排气温度高原因小结
 
  根据对循环氢jdb电子游戏平台网站 机组近2年来生产运行故障原因分析,结合现场检修情况看,导致往复活塞式jdb电子游戏平台网站 排气温度高的原因主要集中在以下几点:
 
  (1)操作系统工况波动,导致机组压缩比增大,排气温度升高。
 
  当进气压力过低或排气压力过高时,压比增大,会导致排气温度升高。当进气温度过高时,排气温度亦会升高。jdb电子游戏平台网站 运转过程中,有时会因为jdb电子游戏平台网站 上游或下游其它装置原因或工艺原因导致jdb电子游戏平台网站 进气、排气的压力异常,从而导致排气温度升高。而当jdb电子游戏平台网站 上游或级间冷却器冷却效果不佳时,会导致jdb电子游戏平台网站 进气温度过高,从而导致jdb电子游戏平台网站 排气温度升高。
 
  (2)气阀泄漏串气,导致机组排气温度升高。
 
  工况介质催化剂粉尘多,在气阀上积聚油泥、积碳,导致气阀阀片、弹簧腐蚀、磨损、断裂;机组带液,气阀阀座液击断裂,阀泄漏串气,导致机组排气温度升高。如排气阀出现泄漏,在吸入过程中,处于气缸排气腔的高温气体会通过排气阀吸入到气缸中,导致气缸内吸气侧温度升高。当压缩过程中,被吸入气缸的高温气体被再次压缩,在jdb电子游戏平台网站 数次工作循环过程中,有一部分气体被循环多次压缩,使之温度累积上升。如下一级吸气阀出现泄漏,将导致下一级吸气量减少而导致本级排气压力升高,压比变大,排气温度升高。同时气阀片与阀座密封不良或损坏时,气阀也存在泄漏,同样会造成排气温度异常升高。
 
  (3)活塞环磨损或气缸壁磨损泄漏。
 
  活塞环是密封气缸镜面和活塞间缝隙用的零件,同时还起布油和导热的作用。如果活塞环磨损过大,活塞环泄漏、失效,在压缩过程中,高压侧的高温气体泄漏至低压侧,导致气缸内吸气侧温度升高。当活塞反向运动时,原吸气侧的气体被再次压缩,而高压侧的高温气体又再次泄漏至低压侧,在活塞数次工作循环过程中,排气温度将会累积上漏。
 
 
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   (4)气缸及冷却器等冷却系统冷却效果差。
 
  气缸通水冷却其主要目的是使用冷却水带走活塞环、支撑环与气缸壁之间产生的摩擦热,当气缸夹套、中间冷却器和冷却水管路积垢堵塞严重,如图,冷却水流通不畅,降低了传热效果,产生的摩擦热将影响缸内的吸、排气温度,导致排气温度异常升高。 
 
  三、解决措施
 
  针对循环氢jdb电子游戏平台网站 C-2001A/B在生产运行期间存在的问题,及对这些故障原因进行的分析,对往复活塞式jdb电子游戏平台网站 排气温度高故障,我们应该采取以下解决措施。
 
  (1)应该加强生产工艺工况的操作和管理,做到平稳、安全操作,防止因工况的波动,导致jdb电子游戏平台网站 组进出口压力、温度等工艺条件的变化,造成jdb电子游戏平台网站 压缩比增大,机组排气温度升高。
 
  (2)针对现工况循环氢含H2S高腐蚀的问题,对原来的气阀进行重新设计,采用耐H2S腐蚀的PEEK气阀,对气阀(含阀片、阀座、弹簧)进行材质升级,选择耐H2S腐蚀的材质。阀片材质升级选用PEEK;气阀弹簧材质选用17-7PH进口钢丝;为了能使整套气阀抵抗H2S腐蚀,对阀盖、阀座、弹簧、垫片等部件采取表面非晶态处理措施,喷涂耐高温的防腐涂层,如表所示。
 
  (3)对机组带液和粉尘问题,在循环氢分液罐增加丝网除沫气,在jdb电子游戏平台网站 吸入管路上增加一台旋风分离器。对循环氢中携带的少量液体、催化剂粉尘进一步分离,减少循环氢中的液体夹带和催化剂粉尘,改善气阀工况。同时打开进口过滤器检查,更换损坏的过滤器滤芯,并选用耐H2S腐蚀的材质,选择不锈钢316。要定期检查机组进口管线Y型过滤器滤芯滤网是否腐蚀脱落,过滤器是否堵塞,进行清理。
 
  (4)要定期对机组冷却器、气缸夹套和冷却水管路系统进行清洗,确保冷却水系统的畅通,提高冷却器、气缸夹套的换热效果。做好循环水系统的平稳运行,控制调节循环水温度不超过21~22℃,循环水压力不低于0.38MPa。确保冷却水系统的畅通。同时定期检查机组进口管线Y型过滤器滤芯滤网是否腐蚀脱落,过滤器是否堵塞,进行清理。
 
  (5)jdb电子游戏平台网站 在大修和装置检修后,要严格按规程对所属管线逐条进行吹扫、置换。在进行机组检修时,要严格按照《SHS 01020-2004活塞式jdb电子游戏平台网站 维护检修规程》进行检修和验收,把控好检修质量。
 
  (6)加强机组的管理工作,做好机组的日常维护保养和定期维护保养工作,成立公司级的大型机组的特护工作,岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程操作。

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  四、结束语
 
  为了确保装置的长周期、安全平稳的生产运行,就要做氢压机组的安全平稳的生产运行。加强机组的管理工作,做好机组的日常维护保养和定期维护保养工作,成立公司级的大型机组的特护工作,岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程操作。车间班组、维保人员及专业技术人员做到日、周、月度及年度的日常和定期维护保养及检维修工作。加强车间班组、维保人员及专业技术人员的机组特护工作,落实到责任人,定时定点进行机组的巡检点检工作,及时发现机组在运行过程中的隐患,确保机组的安全运行。岗位操作人员要严格按照设备安全操作规程进行操作,严禁违规操作。只有坚持科学的管理,才能降低设备故障率,才能降低设备维修和管理成本,确保设备的安全运行,提高企业的经济效益。
 
  参考文献
 
  【1】SHS 01020-2004 《活塞式jdb电子游戏平台网站 维护检修规程》
  【2】中国石油石化工程研究会.《炼油设备工程师手册(第二版)》.中国石化出版社.2009
  【3】王福利 田吉新 戴有恒.《石油化工厂设备检修手册 jdb电子游戏平台网站 组》.中国石化出版社.2007
  【4】中国石化集团上海工程有限公司.《化工工艺设计手册(第四版)》.中国石化出版社.2009
 
  作者简介
 
  石芝锋 ,男,本科学士,中级工程师,过程装备与控制工程专业。在石油化工及燃气行业从事设备专业技术管理工作近8年,现在炼厂加氢装置从事设备专业技术管理工作,任设备主管和设备工程师。
 

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