国产小型氯气透平压缩机运行

袁相春

(湖北兴发化工集团股份有限公司，湖北 宜昌443007)

湖北兴发化工集团股份有限公司子公司湖北兴瑞硅材料有限公司(以下简称“湖北兴瑞”)氯碱装置第1期15万t/a离子膜烧碱的氯气压缩采用国产小型氯气透平压缩机，三开一备，其运转状况直接影响到氯碱装置的平稳运行。

1 生产工艺

氯气透平压缩机内部流程：干燥后氯气进入一级进口，压缩后从一级出口排出，经过一级中间冷却器冷却后，从二级进口进入，二级压缩后从二级出口排出，再经过二级冷却器冷却后，一部分输送到下游工序，一部分回流到一级入口，一部分送到废氯气吸收系统[1]。

机油：被主油泵或辅助油泵从油箱中抽出来经过初滤芯过滤，经油冷却器冷却，再经油精过滤器过滤，输送到各个润滑点，然后回到油箱循环使用。

密封气：该设备采用干气密封系统，密封气经过减压后，由调节阀调节压力，分别进入到一级和二级压缩迷宫式密封腔，混合废气进入一级进口进入氯气系统中。

湖北兴瑞第1期装置的氯气透平压缩机由杭州某公司提供，型号为LYJ-2200/0.42，相关参数：吸气量为2 200 m3/min，排气压力0.42 MPa(A)，第一临界转速14 896 r/min，主轴转速28 068 r/min，效率62%，电动机功率220 kW，额定电压380 V，额定电流365.2 A[2]。

该氯气透平压缩机内部流程示意图见图1。

图1 氯气透平压缩机内部流程示意图Fig.1 Process flow diagram of media inside chlorine turbine compressor

2 运行中出现的问题及解决措施

2.1 轴振动波动大

氯气透平压缩机主轴转速超过20 000 r/min，采用哈氏合金瓦片结构的滑动轴承。如此高的转速，轴振动的数值要控制在微米级，不仅对设备制造精度和轴承要求非常高，而且对运行条件的要求也很高。压缩机轴振动增大的原因是轴承磨损。具体分析如下：①因干气密封系统问题，使氯气串到机油里，与油气混合腐蚀油管道和油箱，导致少量铁锈带入到机油中，或油粗滤芯和油精滤芯失效，引起轴瓦磨损，轴振动增大；②因叶轮缝隙有污垢沉积或其他原因导致转子不平衡，引起轴振动增大；③压缩机抽气量不稳定，波动过大，引起轴振动增大。

解决措施：①密切关注机油的质量，关注油压和油压差，有问题及时更换润滑油和油滤芯；②加强密封气的控制，密封气按指标偏高点控制，防止氯气回串，任何时候都要保证密封气的压力(或流速)；③根据压缩机运行情况，清理压缩机叶轮，防止因叶轮有污垢沉积，引起轴振动增大；④对压缩机进行精细化操作，调节抽气量时，尽量缓慢操作，防止因抽气量变化大导致压缩机轴振动增大。

2.2 漏氯气

压缩机运行时漏氯气主要因为密封气没有封住氯气，经常在一、二级压缩机头排油口和油箱烟囱3个地方有氯气漏出，不仅污染环境，腐蚀设备管道，还会造成轴振动增大，引起轴瓦和高速轴的磨损，以及危害操作人员身体健康。湖北兴瑞原设计迷宫式密封采用的密封气体为仪表空气，运行一段时间后，经常出现漏少量氯气的情况。厂家拆机检查后发现，气封套被红黑色的固体物质堵塞。经分析，由于仪表空气含水量偏高，与氯气接触后，形成湿氯气腐蚀金属元件，最终形成红黑色的固体物质附着在气封套上，影响气封效果，导致氯气没有被封住，有少量氯气泄漏。

解决措施：①将迷宫式密封采用的密封气体改为干燥氮气，避免密封腔的腐蚀和堵塞。改造后，迷宫式密封器没有再出现堵塞的情况；②严格控制密封气的压力(或流速)，确保氯气完全被封住。

2.3 压缩机性能下降

氯气透平压缩机在长时间运行后，会出现压缩机运行性能下降，抽气能力下降，表现出来电动机运行电流逐渐减小，电动机电流由300 A降到250 A。拆开一级压缩蜗壳检查后发现，叶轮缝隙里有铁锈附着，堵塞了部分气体通道，导致压缩机抽气能力下降，清理叶轮后，压缩机运行正常。

改进措施：①强化工艺操作，尽量降低氯气中的含水量，减少铁锈的产生；②发现电动机电流下降到一定程度后，停机拆卸清理。通过采取以上措施，保证了氯气透平压缩机的长时间高效运行。

2.4 油压低

压缩机运行油压低主要原因有：①油初过滤器堵塞；②油精过滤器堵塞，油压差高；③调节油压的阀门开度过大；④油温过高；⑤油箱油位低；⑥油泵进口管路漏气或出口管路漏油；⑦仪表显示故障。

解决措施：①更换或清理油初过滤器；②更换油精过滤器；③调整调节油压的阀门到合适的开度；④降低油温到控制指标内；⑤补加机油到油箱刻度线中线位置；⑥油管路查漏，消除漏点；⑦校准或更换仪表。

2.5 机油温度偏高

原设计机油油冷却器采用循环水冷却，机油温度高，夏天运行存在问题。经拆开冷却器检查并分析，循环水水质不太好，换热器换热面积偏小。

改进措施：将油冷却器冷却水由循环水改为冷冻水，解决了水质不好的问题，弥补了油冷却器换热器面积偏小的不足。改造后机油温度一直能很好的控制，为氯气透平压缩机的长期稳定运行提供了保障。

2.6 压缩机头排油口漏油

压缩机运行时机头排油口漏油严重，主要原因是密封气开得太大或轴承间隙大。

解决措施：调节密封气阀门到合适的开度，如果调节密封气没有任何效果，则须停机检查轴承等。

2.7 中间冷却器循环回水ORP值异常升高

中间冷却器循环回水ORP值异常升高主要因中间冷却器泄漏，须立即停机处理。

解决措施：停机处理。

3 生产中注意事项和控制措施

(1)操作人员须对照作业指导书经岗前培训，考核通过后持证上岗。

(2)启机前操作人员要对照开车确认卡，逐项进行检查确认，现场确认完毕后才能启机开车。

(3)对于出现的异常情况要及时反馈、查找、解决问题并作好记录，制定预防措施。

(4)定期取机油样，观察外观，如果机油颜色偏红，要及时更换机油。巡检注意检查油箱油位，油位低时须及时添加。

(5)在线实时监控油压和油压差，油压差高时及时更换油精滤芯，建议油压差不高的情况下，也要根据情况定期更换滤芯和油箱机油[3]。

(6)定期请电仪人员检测轴振动数据的准确性(打开基座盖子，用万用表检测轴振动处的电压，8 V左右是正常的)，确保轴振动检测的可靠性。

(7)在线时时监控，经常查看轴振动曲线，如果曲线有波动，须分析查找原因。

(8)在线时时监控循环水池的回水ORP值，并定期取样人工分析pH值等进行比对，如有换热器穿孔可及时发现并处理。

(9)巡检时要仔细，包括电动机温度、机器声音、压缩机机头排油口或油箱烟囱处有没有氯气漏出，机组有没有漏油情况。

4 结语

借助在生产中不断发现问题，解决问题，并制定相应的防范措施，湖北兴瑞的国产小型氯气透平压缩机运行良好，每台氯气透平压缩机的维修周期都超过5年。氯气透平压缩机的长期、安全、稳定、高效运行，为整套氯碱装置的稳定运行提供了强有力的保障。