透平机的改造总结

2016-08-26安小兵

氮肥与合成气 2016年7期

关键词：气量叶轮压缩机

安小兵

(山西晋丰煤化工有限责任公司　山西高平048400)

透平机的改造总结

安小兵

(山西晋丰煤化工有限责任公司山西高平048400)

山西晋丰煤化工有限责任公司采用透平驱动螺杆式二氧化碳压缩机，自2008年8月投入运行以来，存在着运行周期短、透平机打气量小等问题，通过探讨和研究，决定对透平机进行彻底检查和部分改造。

1　存在的问题及解决措施

1.1透平机打气量小

(1)在运行一段时间后，压缩机一段出口压力偏高，设计值为0.625 MPa，而实际值为0.650 MPa；压缩机二段出口压力偏低，设计值为2.06 MPa，实际值为1.96 MPa；高压缸打气量为17 000 m3/h(标态)，低于设计值18 000 m3/h(标态)，判断为低压缸发生窜气，严重影响打气量。停车拆检时发现，低压缸接触面为钢面密封，此种密封方式上下密封面之间存在0.2～0.3 mm间隙，造成压缩机一、二段之间窜气，影响打气量达500～800 m3/h(标态)。于是采取了在压缩机一、二段之间接触的钢面上铣槽并加装密封垫的改进措施。开车后效果良好，透平机打气量提升，由原来的17 300 m3/h(标态)升至18 000 m3/h(标态)，再未发生窜气现象。同时，由于夏季温度高，压缩机一段进口原料气温度相应偏高，也会影响透平机打气量。后来采用溴化锂冷却装置对压缩机一段进口原料气进行降温，压缩机一段进口原料气温度由30 ℃降低至15 ℃，从而提高了透平机的打气量。

(2)由于动力蒸汽内含有微量SiO2及Na+，在汽轮机叶轮高速旋转过程中会黏附在叶轮上，造成叶轮阻力过大，进而影响运行效率，压缩机运行一段时间后，有效空间减少，影响透平机打气量。以前清理叶片上的污垢只能停车拆检，影响生产，故提出了不停车在线热煮方法，即将动力蒸汽切换为不饱和蒸汽，通过蒸汽中夹带的液态水对叶轮进行清洗，在压缩机各段进口加入蒸汽，用蒸汽清洗各段叶片上的污垢，提高了压缩机叶轮有效打气空间，从而提高了透平机打气量。

1.2水冷器冷却效果差

机组运行一段时间后，由于循环水内含有杂质，导致水冷器冷却效果减弱。为保证压缩机各段温度及排气压力在正常指标范围内，应定期对各段水冷器进行反洗，以稳定机组运行。

1.3压缩机二段出口气体压力升高

运行一段时间后，压缩机二段出口气体压力会逐渐升高，影响透平机的运行。由于压缩机二段出口气体经脱硫系统进入三段，原料气中夹带的脱硫剂会黏附在三段叶轮上，造成压缩机二段排出阻力增大，使压缩机二段出口气体压力升高，为此，对脱硫系统流程进行了改造，改造方案示意如图1所示。

图1改造方案示意

由图1可知，改造后压缩机三段进口气体先经过分离器，防止了脱硫剂夹带进入压缩机叶轮，从而防止了压缩机二段出口气体压力高而导致透平机运行周期短的问题。

2　干气密封泄漏及改造

干气密封是一种新型的非接触式轴封。其主要流程为：0.6 MPa的隔离气经过滤器后减压至30 kPa，分2路分别进入高压缸两端的隔离系统，将润滑系统与密封系统隔离，防止密封系统被污染，而后通过泄漏气排出腔体。来自压缩机三段出口的工艺CO2缓冲气(压力为8.38 MPa、温度为110 ℃)被过滤、减压，分2路(流量为60～80 m3/h)分别进入高压缸两端的密封系统，少量泄漏气排出。正常工作时，泄漏气压力为10～20 kPa、流量为11 m3/h。

在生产过程中，干气密封多次发生泄漏，造成透平机停车检修，严重影响透平机的稳定运行。经分析发现，干气密封缓冲气在运行过程中会发生气体中的水汽析出，导致水滴进入干气密封，从而造成干气密封泄漏。为了保证缓冲气内水汽维持在气态，必须保证缓冲气温度高于压缩机四段出口温度1～2 ℃，为此，在缓冲气管道外增设蒸汽夹套，保证缓冲气内水汽维持在气态，确保干气密封的正常运行。改造后，干气密封未发生过泄漏，透平机的运行周期由原3个月延长至3年。