制氢装置循环氢压缩机停机原因分析

许小云，赵安吉

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

制氢装置循环氢压缩机停机原因分析

许小云，赵安吉

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

分析了制氢装置循环氢压缩机出口压力超高而停机的原因，指出是由于压缩机出口单向阀阀芯装反同时管线中的铁锈带入单向阀发生堵塞而导致单向阀阀前压力上升。针对此现象提出了预防建议。

制氢装置；压缩机；单向阀

广西石化公司4×104Nm3·h-1制氢装置采用中国石化集团洛阳石油化工工程公司的制氢技术，2010年9月装置建成后首次开工投产，到目前为止已间断开工3次，每次开工运行时间均较短，装置大部分时间处于停工状态。2014年10月7日，为优化全厂氢气平衡保证氢气稳定供应，按照公司要求装置再次开工投产，此后持续运行至今。

烃类水蒸汽转化制氢装置原料精制部分是通过加氢反应器，在加氢催化剂的作用下把原料中的有机硫转化为无机硫，有机氯转化为氯化氢，同时饱和原料气中的烯烃。出加氢反应器的原料气再进入脱硫反应器脱除硫化氢、氯化氢，精制后的原料气中硫、氯含量分别小于0.1×10-6，从而达到转化炉进料条件。原料气精制对于制氢装置的转化反应具有十分重要的作用，而加氢反应需要通过循环氢压缩机往系统配氢，一旦循环氢压缩机出现故障，对于含烯烃、有机硫、有机氯等较多的原料将产生严重后果。

1 事件经过

2014年10月8日20:20，制氢装置开工运行1d后，外操人员现场巡检时发现循环氢压缩机K104B出口安全阀启跳，随即通知内操查看配氢流量。内操发现K104B返回阀PV7010已关至0%，同时配氢流量FICQ2002几乎降为0，于是怀疑配氢流量控制阀FV2002堵塞。20:26内操把FV2002阀位由30%提高至40%以增加配氢量，20:31开大K104B返回阀PV7010至100%以降低压缩机出口压力，但发现没有任何作用，而压缩机出口温度仍在上涨。20:37，K104B右侧一级出口温度上升至121℃，由于K104A因故障不能备用，操作人员现场果断停K104B，停止往系统配氢。考虑到当前制氢装置为天然气进料，之前化验分析天然气中烯烃及有机硫、有机氯均未检测出，且停K104B后再次分析出脱硫反应器后原料气中硫化氢含量未检测出，因此可以暂时停止系统配氢而无需装置停工，以进一步查明压缩机出口安全阀启跳的原因。21:17，K104A/B开始泄压、氮气置换。拆下K104A/B出口单向阀及配氢单向阀后，发现单向阀内有少量脏物，清洗单向阀后进行回装。9日0:48，K104A/B开始氮气置换、充压。1:15，启动K104B，压缩机运行正常，系统恢复配氢。

2 停机原因分析

广西石化公司4×104Nm3·h-1制氢装置自首次开工后大部分时间处于停工状态，由于广西天气潮湿，系统管线内壁生有不少铁锈。循环氢压缩机K104B出口单向阀为管道式止回阀，K104B运行2d后，带入到出口单向阀内的少量脏物如铁锈卡住单向阀，导致单向阀阀前压力急剧上升。2014年10月8日20:17，单向阀阀前压力由3.06MPa上升到4.35MPa，K104B出口安全阀启跳（整定压力4.3MPa）；与此同时，单向阀阀后压力即压缩机出口返回线处压力由3.0MPa下降到2.06MPa，返回阀PV7010因测量压力低于设定值而自动由46.7关至0%。因压缩机出口单向阀堵塞，20:16，配氢流量由880m3·h-1下降到7m3·h-1，基本无流量。20:37，K104B右侧一级出口温度由75.7℃一直上升至121℃，左侧一级出口温度由77.8℃一直上升至113℃。为避免压缩机严重受损，操作人员手动停K104B。压缩机单向阀为什么会被少量且体积较少的铁锈堵塞，成为了技术人员心中的疑惑。

2014年11月21日，已切换为运行的循环氢压缩机K104A出口单向阀前压力上升到3.5MPa，而单向阀后压力只有2.7MPa，装置操作人员观察到此现象后主动把K104A切换到K104B运行。之后联系装置维保单位拆下此单向阀检查，发现单向阀阀芯装反，这在压缩机运行时无法通过单向阀外表面的箭头标识判断是否装反，而上次K104B停机后出口单向阀拆下时未发现阀芯装反，可能原因是当时压缩机停机时间在夜晚，钳工因一时疏忽而没有发现。经过对K104A出口单向阀阀芯调向后，试运K104A时运行正常。借此机会也对已停运的K104B出口单向阀阀芯进行调向，此后循环氢压缩机运行至今再也没有出现出口单向阀前压力上升的现象，但考虑到此2台单向阀安装时间已长、密封不严，装置准备购买新的单向阀更换。由于单向阀阀芯装反，同时又因阀片装偏导致气体仍能经过侧边的环形槽流通，但侧边的缝隙间距较小因此容易被管线中的铁锈堵塞。至此，2014年10月8日循环氢压缩机K104B停机的原因得到了合理的解释。

3 结论与建议

制氢装置循环氢压缩机K104B因出口压力超高而手动停机，其原因是单向阀阀芯装反且同时阀片装偏，在遇到管线中的铁锈等脏东西时发生堵塞而导致单向阀阀前压力升高。由此建议:装置单向阀安装时必须仔细检查阀芯是否装反；对于长期停工后再次开工的装置，需要拆下压缩机入口过滤器、出口单向阀，用蒸汽或氮气吹扫压缩机入口、出口管线中的铁锈等脏东西，同时清洗拆下的过滤器和单向阀。

Shutdown Cause Analysis of Recycle Hydrogen Compressor in 4×104Nm3/h Hydrogen Production Unit

XU Xiao-yun, ZHAO An-ji
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 964

B

1671-9905(2015)01-0051-02

许小云(1979-)，男，工程师，硕士研究生，现从事制氢装置工艺技术工作，E-mail:xuxiaoyun2@petrochina.com.cn

2014-11-13