轻烃装置空压机故障停机分析与对策

2010-09-26马寿丽梁福宜杨利波

河南化工 2010年20期

关键词：轻烃空压机停机

马寿丽，刘波，梁福宜，杨利波

(中国石化中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳 457162)

轻烃装置空压机故障停机分析与对策

马寿丽，刘波，梁福宜，杨利波

(中国石化中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳 457162)

针对阿特拉斯GA5螺杆空气压缩机排气温度高和电机过载造成故障停机的问题进行分析，找出问题的本质原因后采取相应的措施予以解决，并把两台空压机改造成联锁启动，保证了装置仪表风的平稳供给。

空压机;排气温度;故障停机

中原油田天然气处理厂陕北项目部双河联合站轻烃装置主要通过PLC系统控制生产工艺参数，而控制系统主要靠现场气动调节阀开关实现整个参数的控制，仪表风则是气动阀的主要动力源。双河站轻烃装置的仪表风主要由两台无锡生产的阿特拉斯螺杆式空气压缩机提供，其中一台正常运转一台备用，该机组的设计状况为：型号，GA5-P;流量，44.6 L/s;最高工作压力，0.75 MPa;电机功率，15 kW;排气温度高报警设定值，110℃;机排气温度联锁停机设定值，120℃。

螺杆式空气压缩机具有高效率、自动监控经济运行、可靠性高、维护保养简单、噪音低、振动小等特点。

1 空压机故障对装置的影响

双河站的2台空压机在正常开机状态下，启动其中的1台即可满足生产的需要，另一台在作为备用机在紧急状态下使用，保证正常生产，这两台空压机是通过管线并联接入干燥系统，空压机的最高工作压力为0.75 MPa，空压机排出的压缩空气先通过干燥系统脱水后进入空气储罐的，当空气储罐存储的空气压力低于空压机加载压力时空压机开始加载压缩空气，当空气储罐压力高于空压机卸载压力时空压机开始卸载停止压缩空气，这样空气储罐始终保持一定的压力，空气储罐的压缩空气则直接供给生产装置的气动调节阀使用。

图1 空气压缩机系统工艺流程示意图

由于空压机备用机与工作机没有联锁，即使工作机停机，备用机也不会自动启动，而且空压机没有任何运转信号传入轻烃操作中控室，一旦空压机发生故障停机，在轻烃操作中控室里没有任何显示，操作人员如果不能及时发现并处理，生产装置就没有仪表风或者仪表风低于气动阀要求的最低工作压力，气动阀就会失灵，导致整个轻烃装置生产的温度、压力、液位等各项参数不能正常调节，很容易造成生产装置的超温、超压运行，给生产带来安全隐患;同时轻烃装置温度、压力、液位等参数产生的剧烈波动，直接影响轻烃装置的平稳操作。根据天然气处理具有连续性和稳定性的特点，即使仪表风问题得到处理，也要经过很长一段时间才能出合格产品，直接影响装置产量，造成经济损失。由此可以看出，如果空压机故障停机没有及时发现处理，会给生产带来非常大的安全隐患和经济损失。

2 空压机故障及原因分析

陕北项目部双河站轻烃装置的空压机出厂设定排气温度在超过110℃时报警，当达到120℃时自动联锁停机。在生产过程中发现空压机运行一段后老是频繁自动保护停机，尤其在夏季生产期间更为明显，这样就频繁导致生产装置不能正常生产。通过对空压机的检查发现，空压机停机，电脑控制器显示排气温度过高(显示超过120℃)或者电机过载造成自动保护停机，检查空压机机械设备及校验仪表的灵敏度未发现任何异常，说明空压机停机确实因为有关参数过高自动保护停机。因此针对空压机排气温度高和电机过载的原因进行仔细研究分析，发现影响排气温度高和电机过载的主要因素如下：

2.1 空压机工作压力高

如果空压机工作压力高，就必须使空压机设定较高的排气压力，排气压力高，空气压缩比大，产生的热量也会增大;所以压力设定越高排气温度自然越高，同时排气压力越高电机负荷也越大，这样就很容易造成空压机排气温度高和电机过载。

2.2 电机加载频繁

电机如果加载频繁就会造成电机带负荷运转时间长，空负荷运转时间短，容易引起过载同时也会导致电机温度也高，会增加整个空压机系统的温度，引起空压机排气温度高。

3 针对空压机故障停机采取的措施

3.1 降低排气压力

通过检查发现当前空压机的加载的最高工作压力设置为0.75 MPa，统计现场装置所有气动阀发现气动阀最高用的气源工作压力为0.45 MPa，显然当前空压机设置的最高排气压力明显高于装置调节阀必需的气动压力，如果调低空压机的排气压力不仅能降低排气温度而且还能减小电机负荷。根据实际情况并经过多次试验我们将空压机的最高排气压力设为0.68 MPa，降低了空压机的最高工作压力。

3.2 解决电机加载频次数

影响电机频繁加载的是空压机的卸载压力与加载压力的压差，压差越小电机加载越频繁，查看空压机最低加载压力为0.72 MPa与空压机的最高排气压力0.75 MPa的压差为仅为0.03 MPa，由于空气储罐本身可以存储一定的压力供现场装置设备使用，如果我们增大卸载压力与加载压力之差，电机加载次数就会下降，电机空负荷运转时间就相应增长。通过多次试验，把空压机的加载压力设置为0.56 MPa与新设定的卸载压力0.68 MPa的压差为0.12 MPa，加大了卸载压力与加载压力的压差，减少了电机的频繁加载。

3.3 吹扫空冷器

根据陕北风沙大空气中的灰尘多的实际情况对空压机的空冷器平时每两个月吹扫清理，夏季更要每半个月吹扫清理一次，保证空冷器散热片能顺利通风保证系统温度能快速排出。

表1 空压机实施措施前后运行参数对照表

4 改造空压机停机联锁启动

通过以上整改措施我们解决了空压机排气温度过高和电机过载造成的空压机停机问题，虽然能保证空压机不频繁停机，但是空压机各种故障停机的因素还是存在，如果工作中的空压机出现故障停机而另一台备用机能接着运行就能保证仪表风的供给量，保证生产的正常进行。通过这个思路我们查阅资料并试验发现，如果空压机在最高工作压力卸载后压缩空气没有损失或者空气压力长时间没低于加载压力，那么工作中的空压机的电机就会自动停机，但是程序处于开机状态，如果空气压力降到空压机的加载压力时空压机就会立即自动启动电机使空压机运行，因此，我们让两台空压机同时启动并联。

图2 1#和2#空压机同时运行时空压机状态图

把1#空压机加载压力机设为0.56 MPa，2#空压机加载压力设为0.53 MPa，两台机的卸载压力可以一样设为0.68 MPa。这样同时启动1#和2#机，当两台空压机加载到最高卸载压力时1#、2#机同时卸载，在系统压力低于1#空压机的加载压力0.56 MPa时1#空压机开始加载，由于1#和2#机互相联通两台空压机加载压力不是一样的，1#机的加载压力始终高于2#机(0.56 MPa＞0.53 MPa)，这样空压系统的最低压力始终高于2#空压机的加载压力，2#空压机长时间就不加载，根据空压机长时间不加载电机就会自动停机但是程序处于开机状态的特性，2#机的电机就会停止运行，但程序处于开机状态。