氨冰机密封油系统跑油原因分析及处理

2020-10-12张晓晖

化肥设计 2020年4期

张晓晖

(锦西天然气化工有限责任公司,辽宁葫芦岛 125001)

锦西天然气化工有限责任公司(以下简称锦天化)是以天然气为原料的大型化肥企业，合成氨装置采用美国布朗工艺流程，设计产能为30万t/a。氨冰机100C3的作用是将合成冷冻系统闪蒸的气氨加压后，在循环水冷却下冷凝成液氨，为合成系统及分子筛入口前的各氨冷器提供冷量。

1 氨冰机密封油系统

锦天化氨冰机100C3是由沈鼓制造的EHNK 3MCL456型离心压缩机，单缸两段压缩。氨冰机100C3与驱动透平共用一套油系统，润滑油从油箱通过润滑油泵P34加压后，经过滤后分别送到控制油系统、润滑油系统和密封油系统。氨冰机100C3采用的是机械密封，与介质氨接触的污油经过污油捕集器及脱气槽处理后流回油箱，循环利用。到达机组两端机械密封腔室的密封油，大部分油经过衬套密封外侧随润滑油一起回到油箱，小部分流经端面密封之后进入污油捕集器V45A/B进行分离，通过浮球自动控制去往脱气槽，最后回到油箱，气体经过除雾器V56后送往压缩机一段回收利用。压缩机密封系统简图见图1。

图1 压缩机密封系统

因为压缩机的缸体压力低于密封油的最小操作压力，从二段入口引出一股缓冲气注入平衡气体管线，使腔室“E”受压，压缩机的出口气体经过迷宫密封“A”进入腔室“B”，与腔室“E”来的缓冲气一起通过平衡气体管线返回到压缩机入口，而少量密封油与腔室“E”来的缓冲气进入腔室“R”，腔室“R”与参考气管线相连，参考气的压力送给油压调节系统，通过PDCV625自力式调节阀控制密封油压力恒定地保持在高于密封油参考气0.3MPa的水平。

2 氨冰机密封油跑油现象

2020年2月3日，巡检时发现100C3污油捕集器V45A满液，通过液位计导淋排放后,液位仍无法控制，现场临时将高压端密封油进入V45A的污油切换到V45B单侧运行，此时油箱液位稍有下降，并补油2桶。2月4日,发现油箱液位仍缓慢下降，通过对油冷器、密封油压力调节阀检查，未发现外漏跑油部位。通过对后系统氨中油指标以及成品尿素发黄等现象的分析，判断是密封油系统跑油进入了压缩机缸体，并被压缩气体带入工艺系统。

3 密封油系统跑油原因分析

密封油主要有两种途径进入压缩机缸体：一是经污油回收系统返回到一段入口，二是从缸体密封处直接进入缸体。

3.1 机封损坏或机封辅助密封件磨损

机组长时间运行，机械密封等组件存在损坏、老化磨损等情况，将会导致污油回流量加大，影响污油捕集器处理能力，部分污油会通过机组轴端迷宫密封进入缸体内，造成密封油跑油事故。机械密封动静环损坏，其相应部位的振动值应该会出现异常，对比机组运行状况，有关运行参数一切正常。因此，该原因可排除。

3.2 污油捕集器浮球回油针孔或出口油路堵塞

污油捕集器V45A/B液位调节是通过浮球控制针型阀的开关，实现污油的油气分离。当回油针型阀孔或出口油路堵塞，导致V45A/B满液后,污油从捕集器顶部的排气阀直接进入除雾器V56，从而返回压缩机一段入口，导致油进入缸体内部。

3.3 机组到V45A/B管路堵塞

压缩机污油回油管线到污油捕集器V45A/B的管线堵塞，会导致双迷宫系统的参考气腔室“R”内压力达到密封油的压力0.9MPa，使得密封油从腔室“R”经过迷宫密封进入环形腔室“E”中，并通过平衡气管线进入腔室“B”返回压缩机入口，进入机组缸体内。

4 采取的措施

根据以上分析，分别对污油捕集器V45A/B浮球回油针孔及出口油路、机组到V45A/B的管路进行检查。

4.1 污油捕集器浮球回油针孔及出口油路检查

结合现场发现,除雾器V56比正常情况下排油量增多,且高压端密封油回油管路温度较低，怀疑高压端污油捕集器V45A浮球针孔塞。将高压端与低压端密封油回油管线间的连通阀打开，隔离V45A，对V45A回油针孔进行解体检查，发现浮球已被油垢堵死(见图2)。清理浮球的同时，打开V45A气侧出口阀,发现出口管线畅通，排除出口管线堵塞的可能。V45A回装投用后，管线温度依然较低，跑油问题没有得到解决。

图2 浮球清理前后对比

4.2 高压端回油至V45A段管线检查

将高压端与低压端密封油回油管线间的连通阀打开时，发现V45A连通阀前段管路温度升高，但连通阀后段管路温度依然偏低。判断为连通阀后段到V45A入口管路堵塞(见图1虚框部分)。考虑到作业现场的安全，将V45A解体，出口安装假件，通过胶管引至室外油桶内。然后采用蒸汽加热及振动方法进行疏通，最终将管线内的油垢块排出。

管线疏通后，高压端机械密封污油捕集器V45A恢复投用，通过较长时间的运行观察，氨冰机运行稳定，机组油箱液位正常，没有再出现跑油现象。