聚丙烯PK-501液环压缩机性能提升改造

彭公平，付 刚，任志田，董晓庆，于万鹏

（中国石油大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆163714）

聚丙烯PK-501液环压缩机性能提升改造

彭公平，付 刚，任志田，董晓庆，于万鹏

（中国石油大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆163714）

某石化公司的聚丙烯装置PK-501液环压缩机性能达不到设计要求，无法满足工艺弹性操作需要。经过技术调研及论证后，决定采用刷涂SIC耐磨陶瓷冷修复技术，将该装置液环压缩机PK-501叶轮与腔板配合间隙缩小。PK-501液环压缩机维修改进后，提升了该设备性能且工艺操作弹性增大，延长了该装置运行周期。

聚丙烯；液环压缩机；腔板；叶轮；间隙

某石化公司聚丙烯装置原配套液环压缩机PK-501为该装置尾气回收系统设备，其作用是通过对从汽蒸罐D-501顶部排出进入尾气洗涤塔T-501洗涤的尾气进行压缩，将尾气压力升高至0.38～0.40 MPa，再通过集气管线送回到乙烯装置精炼，再送回该装置参与生产反应，以达到尾气回收的目的［1］。其中控制回路PIC501负责对汽蒸罐D-501进行压力控制调节，系统压力升高时，压力控制阀PV501打开，尾气气体排放到火炬系统燃烧。控制回路PIC511通过调节压力控制阀PV511，实现对液环压缩机PK-501入口压力控制调节。

1 压缩机使用现况及存在问题

该液环压缩机PK-501于1998年5月设计安装并投用，该设备设计能力为350 kg/h；设备入口和出口压力分别为0.02 MPa和0.38～0.40 MPa；级数：2级。该设备随装置投用后，该聚丙烯装置在生产T38F和T30S两种牌号的聚丙烯产品时，尾气回收系统汽蒸罐D501的压力控制阀PV501间或有10%左右的开度，部分装置产生的尾气进入低压排放系统即火炬系统进行燃烧，没有得到充分回收利用，因此装置设计投用的液环压缩机PK-501不能满足装置所有牌号的产品在生产时产生尾气回收的需要。虽经历年设备修理及尾气回收系统管线处理，该液环压缩机性能仍未有所提高，成为装置生产运行的“瓶颈”问题，且在2016年8月下旬开始，该液环压缩机性能逐渐降低，压力控制阀PV501开度最高达到30%左右，技术人员通过查看装置DCS流量计显示并计算，该设备回收装置尾气仅为300 kg/h左右，有近50 kg/h的尾气（主要成分为90%左右的丙烯和10%左右的丙烷）排入火炬系统白白燃烧浪费掉了，不但造成了极大浪费，且污染环境［2］。

2 压缩能力低原因分析

造成配合间隙过大的原因主要有5个方面［3］。

（1）定位轴承失效，设备轴向窜量增加，造成设备叶轮与出入口腔板部件机械磨损；（2）介质流体冲刷腐蚀；（3）电化学腐蚀；（4）设备装配时分布窜量不合理，造成设备叶轮与出入口腔板部件机械磨损；（5）在装置设计设备选型时也没有综合考虑装置所有产品在不同药剂情况下的生产需要，350 kg/h的设计能力能满足一般产品及药剂生产时尾气量回收的需要，工艺稍有变化则不能满足装置尾气回收的需要，且工艺操作弹性小［4］。

由于2016年检修该设备时未对设备进行全面清洗，仅简单清理了设备结垢，发现腔板有磨损，检修后发现该设备轴向窜量增大至1.2 mm。初步判断设备叶轮与出入口腔板机械磨损。因该设备运行多年，介质流体冲刷与电化学腐蚀现象也会影响设备叶轮与腔板的密封性能。

3 压缩机检修方案

在考虑恢复并提升该液环压缩机性能的前提下，对该设备制定了修复处理方案。在不变形的前提下对磨损部件进行修理和修补；更换一、二级叶轮；更换一、二级叶轮之间填料密封，修磨间隔套，改善一、二级工作腔内气体密封效果。

（1）通过对该设备出入口腔板的材质进行光谱分析，在保证出入口腔板不变形的前提下，确定对一级叶轮出入口侧腔板采用SIC陶瓷冷修复技术进行修补。该修补技术优点在于修复时不产生热量，保证了腔板不会变形，确保安装尺寸。修复后表面硬度较高，耐腐蚀及耐磨性较好，同时修复时间短，满足装置检修时间需要。采用该技术对一级叶轮出口侧腔板磨损处恢复至原始尺寸，考虑到此次检修要提高该设备性能，需要进一步减少设备内部漏量，通过增加入口侧腔板与叶轮配合面高度，减小一级叶轮与出入口腔板配合间隙至0.50 mm（该设备原设计配合间隙为0.65 mm），进一步降低设备内部气体泄漏量。

通过修复，预计该设备性能将提升30%左右，结合该设备原运行电流为130 A，预计该设备修复后设备运行电流最高不超过169 A，该设备电机额定电流为180 A，该修复方案可行。

一级叶轮出入口腔体修复后，对出入口腔板修补处进行研磨，保证修复处的平面度不低于0.03 mm，并校正研磨面和轴线的垂直度不低于0.03 mm，保证装配尺寸无问题。一级叶轮和出入口腔板装配后，配合间隙减小对尾气在设备内部泄漏量起到进一步限流作用，对提高压缩效率起到决定性作用。

（2）制定科学的垂直安装装配程序，采用逐级定位测量法，具体措施如下先把轴、轴套及出、入口端径向轴承、一、二级叶轮、叶轮间隔套，一级叶轮出口及二级叶轮入口腔板安装在上。制作专用夹具，夹紧腔板，用百分表测量叶轮之间轴向窜量，通过调整轴2端锁紧背帽以便对其间隙进行测量和调整。满足要求后将一级叶轮入口腔板及二级叶轮出口腔板安装完后，水平放置压缩机，再次测量轴窜量为0.50 mm，达到预定检修要求。安装设备两端机械密封，安装定位轴承，分配好设备窜量后，固定锁紧定位轴承。通过盘车检查整台设备盘车灵活，无刮擦和卡涩现象［5］。

4 结束语

液环压缩机性能提高的主要方法是降低设备内部漏量，通过减小叶轮与腔板配合间隙予以实现，提升了该设备性能，增加了工艺操作弹性范围。但随着该设备运转时间增长，检查介质的冲刷和化学腐蚀量的频率应增加，避免设备部件磨损，降低设备性能。

［1］孙阁.抚顺乙烯聚丙烯装置液环压缩机修理改进［M］.吉林：吉林电子出版社，2003：490-496.

［2］胡定安.石油化工设备维护检修规程［M］.北京：中国石化出版社，1992：19-23.

［3］赵福瑞，刘德贵，崔丽，等.乙烯装置压缩机更新改造［J］.设备管理与维修，2013（2）：105-106.

［4］李毅，张健，马鹏飞.乙烯装置裂解气压缩机改造［J］.石油化工设备，2011（2）：79-82.

［5］严建华，孔建强，陈金铨，等.大型乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的研究开发设计［J］.汽轮机技术，2002，44（1）：11-12.

Performance improvement modification of PK-501 liquid ring compressor for polypropylene

Peng Gongping，Fu Gang，Ren Zhitian，Dong Xiaoqing，Yu Wanpeng
（No.3 Chemical Plant of PetroChina Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The performance of the PK-501 liquid ring compressor in the polypropylene plant of a petrochemical company could not reach the design requirement and flexible operation requirement of process.After technical investigation and demonstration,it was decided to use cold recovery technique by paining SIC anti-friction ceramics and make smaller the fit clearance of impeller and cavity plate of the liquid ring compressor PK-501.After maintenance and improvement of the liquid ring compressor PK-501,the equipment performance was promoted,the process operation flexibility was increased,and the operation cycle of the plant was extended.

polypropylene;liquid ring compressor;cavity plate;impeller;clearance

TQ325.14

B

1671-4962（2017）05-0052-02

2017-05-04

彭公平，男，工程师，2003年毕业于齐齐哈尔大学过程装备与控制工程专业，现从事设备维修管理工作。