50 万吨／年延迟焦化压缩机长周期运行

魏玉琴

摘要：通过对50万吨/年延迟焦化装置富气压缩机运行的现状及存在的问题，如设备方面的问题：设备磨损，富气量波动对压缩机的冲击;如工艺操作及公用系统的问题：周期性切换操作;进行分析影响焦化压缩机组运行状况的主要因素，并提出相 应的优化处理措施，有效的延长了压缩机的使用寿命，实现了机组安全、平稳、连续的运行。以更好地使焦化压缩机组的操作条件得到优化，确保设备的长周期安全运行。

关键词：延迟焦化 压缩机 喘振

一、富气压缩机的概况

玉门油田公司炼油化工总厂50万吨/年延迟焦化装置是由中国石化洛阳石油化工工程公司总包，中国石化第一建设公司施工安装。2014年12月建成投产。装置里的压缩机在焦化装置的生产过程中起到非常重要的作用，是焦化装置的核心设备，其能否完好运行，关系到整个焦化、吸收稳定及脱硫的平稳生产。该压缩机正常生产过程是间歇一连续操作的生产工艺.目前装置生焦周期为12h，即每天都要两个焦炭塔进行切换操作，这样势必引起压缩机入口 富气量变化，以及其他相关参数的变化，这对压缩机组安全平稳操作带来非常大的影响。

二、从两个方面分析

1、工艺方面：

①入口富气流量变化的影响：离心式压缩机在最小流量时的工况为喘振工况。当实际流量小于性能曲线标 明的最小流量时，压缩机就 会出现一种不稳定的工作状 态，并伴随着强烈的振动。 具体过程是，当压缩机的进 气量突然减小（低于最小流 量）时，使排气压强突然下 降，致使排气管内高压气体 流入压缩机，使压缩机内气 体量增大，当气量大于最小汽量时， 压缩机又能正常排气， 但是正向压缩机进气量仍然小于最小流量 （故 障仍未排除） 致使压缩机出口压强又突然下降， 压缩机排气管内高压气体又重 新倒流入压缩机内，这样，周而复始地进行气体倒流与排出，这种不稳定的工 作状态称为“喘振”，在这个过程中，压缩机和排气系统产生一种低频率振幅的 压力脉动， 引起叶轮应力增加， 噪音严重，整个机器强烈振动.喘振的危害很大，压缩机出现周期性的吼叫以及强烈的振动，若不及时采取措施， 将会造成恶性事故。在延迟焦化装置的生产过程中，会经常遇到导致压缩机 人口富气流量降低的情况，主要的操作状况主要有以下几种情况。

（1）焦炭塔的切换  由于焦炭塔每12h就要换塔一 次。即从-T101A切至T101B或从T101B切至T101A，每次换塔都会给分馏系统的正常操作带来较大的影响，进料经四通阀从老塔切换至新塔后，新塔温度低吸收热量，使进入分馏塔的油气减少，从而使富气量减少。

（2）新塔预热  新塔在水力除焦结束之后，从生产塔向新塔引入油气预热时，大量油气由老塔进入新塔， 热量被焦炭塔吸收，使分馏塔油气减少， 即压缩机入口富气量将大幅减少.

（3）老塔小吹汽改大吹汽 老塔小吹汽改大吹汽时，老塔油气由分馏塔油气改去放空塔，使分馏油气减少，使富气量减少。

（4）富气组成变化  另一问题是富气组成变化， 特别是相对分子质量变小，例如温度过低，相对分子质量较压缩机设计参数低得多时，在压缩机级数一定情况下，出口压力就受到限制，达不到额定出口压力，达时压缩机后路系统还维持正常压力时富气就排不出去，此时压缩机也会出现喘振现象。

②公用系统的影响：压缩机组的转速主要是受汽轮机的蒸汽压力影响，由于受主蒸汽管网压力.温度，以及排气背压蒸 汽压力波动的影响，机组转速也会产生一定的波动。 焦化装置汽轮机采用3.5MPa的主汽轮机驱动， 背压蒸汽为1.0MPa。但由于3.5MPa的主蒸汽用量相对比较稳定，发生压力大幅波动的机会较少，而 1.0MPa在延迟焦化装置的用量变化较大，主要是在进行焦炭塔切换之后对老塔由小吹汽改大吹汽时， 1.0MPa蒸汽流量过大，1.0MPa管网 压力下降过大，汽轮机的背压降低过快导致转速迅速增加，造成入口富气量不足，出口压力达到某一数值后，压缩机的性能曲线也随之改变，即达到喘振点， 这时调节不及时，压缩机亦会发生喘振。

2、设备方面：设备磨损，切换塔压力变化及携带焦粉及带液对压缩机的冲击。

正常生产时，压缩机体内严禁进入液体或杂物， 一旦有焦粉或液体被富气夹带进入压缩机内，会造成机组出现振动增大，严重时会导致转子损坏。由于延迟 焦化装置的工艺特点，焦化富气中很容易夹带焦粉和液体，下面具体分析。

（1）焦炭塔冲塔或分馏塔冲塔   在生产过程中， 若由于消泡剂效果差、注入不及时，注入量偏小或中断，生焦高度焦層过高，超过焦炭塔安全空高;原料性质变化，装置处理量过大，造成泡沫层偏高或油气量偏大超过焦炭塔设计空塔线速，焦炭塔顶部压力、温度突然上升导致焦炭塔冲塔。或者分馏塔底温度突然升高， 塔底液位急剧变化而导致分馏塔冲塔。这样会导致富气量瞬间急剧增大，一部分焦粉就随富气带入压缩机内，对压缩机产生磨损及压缩机设备的冲击.

（2）系统水量过多  若由于加热炉注汽量、小吹汽量过大或以及装置高温特殊阀门保护蒸汽量总和过大等原因造成进入系统水量过大，或者压缩机入口富气温度过高，导致富气经分馏塔顶油气分离器V103后分液量较大，导致V103液位 上升过快，若V103底含硫污水泵不能及时将其液位抽低，富气通过时将液体带走;或富气本身脱液不完全，气流中含有液体，这些都很容易造成压缩机内富气带液。

无论哪种情况造成冲塔或是油气量大幅波动及带液，都会导致压缩机产生磨损及压缩机设备的冲击.

三、优化压缩机组运行状况的措施

1、工艺方面

控制好压缩机入口流量稳定：由于延迟焦化装置原料性质变化较大，焦化操 作变化的因素较大，焦化富气压缩机反飞动调节阀 长期用手动控制，而且经常会出现气压机入口压力 小的情况，这样很容易造成机组喘振。为防止机组 喘振事件发生，操作中应及时调节反飞动阀，将出口量补充至入口， 来提高入口压力，确保压缩机入口流量稳定。稳定公用系统.避免大幅波动，发现蒸汽，氮气波动，及时联系调节。

2、设备方面

避免压缩机内进焦粉或带液 稳定焦炭塔和分馏塔操作：在生产中高度注 意原料的性质，及时进行分析避免生焦率变化，以及稳定装置加工负荷，以保证焦炭塔的安全空高和油气在焦炭塔内的线速，控制反应温度和消泡剂的 注入，预防泡沫层过高。控制焦炭塔和分馏塔的操 作压力和温度，杜绝焦炭塔和分馏塔冲塔，从而避 免富气夹带焦粉带入压缩机。