往复压缩机运行故障分析及预防措施

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往复压缩机运行故障分析及预防措施1引言
聚丙烯吸收塔往复压缩机,其在加氢及重整装置中担当了重要的提升压力的作用,其正常运行与否直接决定着整个装置能否正常运行,但由于其工况复杂,易损件较多,故障率要比离心式压缩机高,因而日常的运行管理与故障分析变得尤为重要。通过对往复式压缩机运行故障的分析,能够有效减少机组的故障发生。
2往复压缩机的典型故障分析
无菌检查薄膜过滤器2. 1往复压缩机的机械故障
2. 1. 1加氢循环氢压缩机K301/1故障分析2011Tl-26加氢操作人员在现场巡检时发现该机组的声音异常,振动较大,同时油压高报,机组紧急停机,并通知专业值班人员到现场检查。
通过对机组进行了检查发现:
(1)十字头销断(图1);
(2)十字头铜套磨损严重;
(3)小头瓦磨损严重;填料盒有腐蚀现象;
(4)南一级的活塞杆没有防松开口;
(5)西侧的主轴瓦上瓦巴氏合金层脱落。
原因分析:
(1)该十字头销使用时间缺乏5000h,分析认为从断面分析看主
要是由于材料的选择和工艺热处理上存在问题,且断裂处的油孔倒角偏小,应力集中,十字头销长期承受的交变载荷,发生断裂。
(2)停机出现的是油压升高,分析原因为十字头销断了之后从小头瓦中脱出,油道错位,挡住了油孔,从而出现了油压上升的现象。
重整K202B故障分析
该机组由于系统油压低,辅油泵自启,机组连锁停机。随后操作人员调整系统油压后启动机组,在启动过程中听到机组发出巨大声响,后
立即手动停机。解体后发现机组西侧连杆断裂(图3),曲轴箱盖及箱体东侧盖板边缘破裂,十字头销脱落,连杆小头瓦端仍位于十字头中,十字头销紧固螺母防转垫片损坏(图4),防转耳断落。
事故分析:
过解体后发现上述情况,分析该事故发生经过大致如下:机组在运行过程中,十字头销锁紧螺母防转垫片由于防转耳的断裂防转失效,锁紧螺母在来回运动的振动情况下松动脱落,十字头销在往复运行中从十字头滑块中脱落,造成油压突降,引起机组停机;在二次开机过程中,由于连杆小头销的脱落,连杆小头瓦端失去约束,设备运转后,连杆被甩出,产生巨大的惯性力,连杆小头瓦端与十字头发生碰撞造成连杆断裂,随后连杆断裂大头瓦端甩出撞击曲轴箱盖,造成曲轴箱破裂。针对以上两起十字头故障的应对措施:
(1)对往复机进行检修时,需要加强对连接件螺栓的紧固,尤其是检查防松措施是否可靠合理,定期检查或更换防松垫片;
(2)对于机组运行中润滑油压力突然上升、掉压的现象要引起充分的重视,到故障的原因方可开机;
(3)对于机组运行中的突发故障,操作人员要及时通知维护人员进行故障确认和处理,确认故障消除后方能开机;
(4)对往复压缩机的机身振动,温度报警系统进行一次全面的清查,对没有机身振动,温度监控的设备必须进行整改。
2.2工况变化引起的机组故障
(1)生产装置经常会碰到气体组分发生变化,如1#加氢的氢气压缩机,该循环氢压缩机循环氢平均分子量设计值为4. 88,随着加氢反响的进行,氢逐渐被消耗,反响产生了一些硫化氢、不凝气等,装置运行过程中如果长时间不排放掉一部分废氢,那么循环氢中氢浓度会逐渐降低,分子量慢慢变大,结果造成循环级入口管线振动,排气温度升高,经分析循环氢中杂质气体成分超标后,通过排掉一局部废氢,机组振动
也随之消失。
(2)另一例子为3#加氢新氢机,新氢用的是重整装置产生的氢气,2010年初,由于重整催化剂运行到末期,重整氢的纯度下降比拟厉害,最低时只有81%,平均分子量远超过设计值的很多倍,造成新氢压缩机机组振动,排气阀积碳(图5), 活塞环磨断(图6)、支撑环超常磨损故障图片。对此应稳定工艺操作,防止工艺杂质进入机组。
微波真空烧结炉(3)介质带液严重引发机组的故障
上游装置发生波动,气液别离效果变差,送到压缩机入口分液罐,来不及完全别离被带进压缩机,轻那么损坏气阀,加速活塞环、支撑环磨损,重那么发生撞缸事故。如制氢装置的原料干气压缩机,干
气分别来自焦化、催化、联合的干气脱硫装置,常常是上游脱硫装置不正常时,随之带来一股液体,造成入口分液罐液位高报,此时,操作人员必须马上进行分液罐的切水。
防范措施:含有液体的介质,机入口必须设置分液罐,分液罐上设液位高高连锁停机,这主要是为了防止液体进入气缸造成撞缸事故,保护机组平安。另外要坚持对介质组分做定期分析,发现偏差及时纠正,以免发生事故。
3往复压缩机的常见故障及预防
3.1气阀故障
气阀属于压缩机的易损件,它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。气阀的设计是否合理、使用是否得当、寿命是否长是决定往复压缩机是否能够长周期运行的必要条件。由于气阀损坏而引起的停车占非计划停车40%以上。导致气阀故障的原因主要有以下几点:
(1)气阀设计不合理或安装不当、顶丝松动以及系统工况大范围波动等引起气阀失效。
(2)介质腐蚀造成气阀失效,气体中腐蚀成分含量超过设计值造成
加速腐蚀(如H2S、HCI、H2s04、湿碳酸气、湿二氧化硫腐蚀),如1#加氢循环氢压缩机,由于循环氢中硫化氢含量较高,故对气阀的腐蚀较为严重,影响气阀的使用寿命。
(3)介质含颗粒、粉尘(过滤器失效)及气阀积碳,由于气体在流通的过程中会将铁绣、细小的砂粒带入气阀,造成气阀弹簧迅速损坏;或介质中含有不饱和烧在高温下产生聚合反应,并进一步碳化,从而加速气阀磨损,直接影响气阀的使用寿命。
(4)气缸润滑油注入量过大,过量的润滑油被压缩气体带走后污染排气阀,由于排气阀温度较高,润滑油已在阀内焦化,导致气阀不能关严,使排气量显著降低,致使压缩机消耗功率增加,加快气阀阀片的磨损。
预防措施:
(1)认真、仔细巡检,通过蛛丝马迹提前发现气阀故障。听声音,用听诊棒逐个听,正常的阀和故障阀声音有差异,通过多听积累经验,分辨出气阀故障与否。测量温度,当然气阀温度升高原因很多,要综合判断,前一级气阀和后一级气阀会相互影响,另外活塞环磨损气缸串气也会影响气阀温度。
(2)检修时气阀要正确安装,顶丝必须定期进行紧固(不允许钳工用活动扳手紧固顶丝,实践证明用活动扳手是无法上紧,要求用梅花扳手或套筒扳手进行紧固)。
(3)气阀材质(主要是阀片、弹簧)的选择,应该选择最为合适的材质。
(4)严格控制好注油器的注油量在设计范围内,防止注油过量;同时要使工艺条件保持稳定,防止工艺
介质中的杂质及不饱和烧带入气阀。
3.2填料故障钢领圈
密封填料是由数组密封元件构成,每组密封元件主要由密封环、阻流环和拉伸弹簧组成。当密封气体属易燃易爆性质时,在密封填料中设
有漏气回收孔,用于收集泄漏的气体并引至处理系统。填料故障有两种:泄漏与超温
(1)漏气分两种:(a)向外泄漏,原因是长期运行造成填料磨损,失去补偿密封功能,如果每一级都泄漏,可能造成排气量下降,如果大量泄漏,可能会漏到曲轴箱里边,使防爆膜破裂,严重时会造成事故。
(b)气体向冷却水中泄漏,这是因为填料组装时没有装好,每一盒填料之间的密封圈没有装好,气体压力高,向水侧泄漏。可以通过填料冷却水回水管线水泡视镜观察到里
边有大量气泡,严重时水无法流动,水站水箱呼吸阀有大量气体逸出,填料温度急剧升高,此时必须马上停机处理。
(2)填料冷却水向气缸侧泄漏,由于填料组装没有完全到位,在往复机停机后,软化水的压力大于气缸
光缆接线盒内部的压力,填料冷却水没有及时关闭并向气缸内泄漏,导致下次开机时气缸内发生液击,机组超载致使往复压缩机直接停机。
(3)填料超温,如果是运行过程中超温,大局部原因是冷却水管线结垢堵塞,可以通过回水管线上视镜进行观察。如果是刚检修完运行时温度高,一般为填料安装出错,水路不通。
刮板钢预防措施:检修时,填料组装完毕之后,一定把水路试压不漏后再往上装,防止装上后漏水,造成重新拆装。巡检时注意观察填料冷却水管线上的水泡,看水流是否畅通,是否有气泡,另外可以通过摸填料漏气放空管线温度,来判断填料是否泄漏,刚检修的机组,管线是常温,如果发生泄漏,管线温度高于常温,越高说明泄漏量越大。室内要注意DCS画面机组填料温度的变化。
3.3活塞与活塞杆故障
活塞与活塞杆采用螺纹连接,紧固方式为加热活塞杆尾部,使其
热胀产生弹性伸长变形,将紧固螺母旋转一定角度拧至规定的刻线标记位置后停止加热,待杆冷却后恢复变形,即实现紧固所需的预紧力。活

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