氢气带液对新氢压缩机运行的影响及改进措施

1、氢气带液对新氢压缩机运行的影响及改进措施胡起亮中石化广州分公司炼油四部摘要：新氢压缩机作为加氢处理装置的关键设备，其运行的安全关系到装置的正常生产。2010年一季度，装置新氢存在带液的问题，威胁着新氢压缩机的安稳运行。该文章对影响新氢带液的逐项问题进行了认真分析，并提出了多项调整措施，确保了装置新氢压缩机的安全稳定运行，避免了因带液而发生液击对设备造成的损坏。关键词：带液 新氢压缩机 液击1概述1.1介绍加氢处理装置新氢压缩机C4002A与C4002B互为备用，是加氢联合装置加氢处理单元关键设备之一，其作用是将新氢经过两级压缩后与循环氢混合进入反应系统，补充反应消耗的氢气。新氢压缩机C4002

2、A/B每级入口均有入口过滤器和进口缓冲罐，出口有出口缓冲罐。另外，还有新氢压缩机入口分液罐V4008、新氢压缩机级间冷却器E4013A/B、新氢压缩机二级入口分液罐V4012A/B等辅助设备。1新氢压缩机，属于活塞式压缩机。工作时，电机通过联轴器带动曲轴旋转，再通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动变成十字头的往复运动。十字头带动活塞杆，使活塞在汽缸内作往复运动。曲轴旋转一周，活塞在汽缸内往复一次，压缩机完成一次工作循环。一个工作循环有膨胀、吸气、压缩、排气四个过程，如图1。电机带动曲轴不断旋转，工作循环不断重复，从而不断吸入并压缩排出气体。图1 压缩机的实际循环指示图1.2新氢的工艺流程从氢气管网

3、来的新氢先通过新氢压缩机入口分液罐V4008，再进入新氢压缩机C4002A/B经过两级压缩升压后，与循环氢混合后进入反应系统。在新氢压缩机两级压缩之间，新氢还经过级间冷却器E4013A/B冷却和二级入口分液罐V4012A/B分液。2加氢处理装置氢气带液的现状及影响在2010年1月份里，新氢一直存在着带液的情况。打开装置新氢管道上的导淋能够排出大量的乳白色的液体。同时，在运行的新氢压缩机二级入口分液罐内能排出同样的液体，因此需要打开罐底的排凝阀排出凝液。在新氢带液的这段时间里，新氢压缩机运行一直保持正常，并没有出现异常情况。而且乳白色的液体也只出现在氢气进入装置的管道部位和新氢压缩机二级入口分液

4、罐上，其他部位并没有发现。表1为1月份V4012B液位以及排液参数。日期12345678液位(%)363636242023351515持续时间(h)10.70.50.73.8242424排凝阀最大开度(%)158100510046.513日期910111213141516液位(%)0201010203151515持续时间(h)1.20.50.30.60.41.22424排凝阀最大开度(%)32332251925日期1718192021222324液位(%)1515181533012712336持续时间(h)2424242454.531.2排凝阀最大开度(%)252540251001001001

5、00日期25262728293031液位(%)225020201020101持续时间(h)10.60.80.50.81.00.6排凝阀最大开度(%)100321231表1 1月份V4012B液位以及排液参数根据表1，可以看出V4012B带液时可分为两种情况。第一种情况如1月5、21、22日等，V4012B液位迅速上升，排凝阀需要较大的开度，连续几个小时排液，才能把液位降低，排净凝液。第二种情况如1月16至18日，V4012B液位连续两三天保持在2%以上，排凝阀需要长时间打开一定的开度，才能防止液位上升。3氢气带液的危害3.1液击现象氢气带液对新氢压缩机运行最大的危害就是发生液击。液击是指压缩机

6、压缩液体而造成的撞击现象。对于炼油和油气开采用压缩机而言，气体介质中经常会含有一定量的液体，可能是介质中的重碳分子(如C5、C6等)经过冷却后的凝析液，也可能是气缸内注入的过量的润滑油，或者是介质本身含有的水分等。这些不可压缩的液滴，如果在经过压缩机前端处理装置时未被很好地干燥、分离，将会随气体一起进入压缩机。对压缩机气阀、活塞、活塞环、气缸等产生液击，严重时发生冲缸。由于气阀、阀片、缓冲片在运动过程中不断受到液体的击打，易发生“鼠咬状”损坏。23.2液击的表现及危害当压缩机运行过程中，如果将液体带入压缩机汽缸内，由于液体的不可压缩性，在汽缸内受活塞的强制作用，产生强烈的撞击，使机身剧烈震动并

7、且发出很大的冲击声。同时电动机电流波动，电流升高。压缩机发生微量带液，会使输气量减少。若出现严重带液，又处理不及时，轻则使活塞杆、连杆、连杆螺栓、曲轴等断裂或打坏汽缸盖与活塞，重则使压缩机全部损坏。3.2.1吸气阀片断裂遇到新氢带液或压缩气体液化，这些液体会牢牢地粘在阀门上，并由于体积最大而可能损坏阀座。液体的密度是气体的密度的数十甚至数百倍，因而液体流动时的动量比气体的大得多，产生的冲击力也大得多。吸气中夹杂着液滴进入气缸时的流动属于两相流，两相流在进气阀上产生的冲击不仅强度大而且频率高，破坏性极大。吸气阀片断裂是液击的典型特征和过程之一。33.2.2连杆断裂当液体进入气缸且不能及时蒸发和排

8、出气缸，活塞接近上止点时会压缩液体，由于时间很短，这一压缩液体的过程就好像撞击，缸盖中会传出金属敲击声。压缩液体是液击现象的表现和过程之一。液击瞬间产生的高压具有很大的破坏性，除人们熟悉的连杆弯曲甚至断裂外，其它压缩受力件(阀板、阀板垫、曲轴、活塞、活塞销等)也会有变形或损坏。液击造成的连杆断裂不同于抱轴和活塞咬缸，是可以分辨出来的。首先，液击造成连杆弯曲或断裂是在短时间内发生的，连杆两端活塞和曲轴运动自如，一般不会有严重磨损引起的抱轴或咬缸。尽管吸气阀片折断后，阀片碎屑偶尔也会引起活塞和气缸面严霞划伤，但表面划伤与润滑失效引起磨损不同。其次，液击引起的连杆断裂是由压力造成的，它的断裂有挤压特

9、征。尽管活塞咬缸后的连杆断裂也有挤压可能，但前提是活塞必须卡死在气缸。抱轴后的连杆折断就更不同了，连杆大头和曲轴有严重磨损，造成折断的力属于剪切力，断裂也不一样。通常，抱轴和咬缸前，电机会超负荷运转，电机发热严重，过载保护器或热保护器会动作。34.新氢带液下的保护措施发现新氢存在带液的情况下，一定要加强做好保护措施，保护机组设备的安全。4.1在机组运行过程中，总控要切实留意与新氢机有关的压力、温度等参数的变化，特别是要注意新氢机气缸温度、新氢压缩机入口分液罐和新氢压缩机二级入口分液罐的液位。若发现两个分液罐液位上升时，应立即进行排液。同时，新氢压缩机的压缩比要严格控制在2.3以下。新氢压力波动

10、较大时，总控应及时调整反应系统操作参数，使压缩比控制在合理范围内(小于2.2为宜)，以确保机组的安全运行。4.2外操要加强现场的巡检，注意观察新氢压缩机以及相关辅助设备的运行情况。若发现机体、气缸以及相关管线出现异常响声或振动，应停机切换，并及时向相关人员反映。4.3应加强与上游装置（新氢管网供给装置）和生产调度的沟通，上游装置一旦有异常工况，及时对本装置工况进行调整。4.4加强班组对新氢压缩机相关知识的培训学习，防止事故的发生。5发生液击的处理方法若发现新氢压缩机发生液击，应立即做出处理，防止设备受到损坏。当新氢压缩机发生轻微带液时，应立即判断是哪段汽缸带液，迅速打开该段排凝阀和放空阀将汽缸内液体排净，并联系相关人员进行处理。如果新氢压缩机发生严重带液，要紧急停车，检查各部件是否损坏。同时打开活门，对汽缸、管道进行排液，并联系相关人员进行处理，待事故全部排除后再重新开车。6结语新氢压缩机是加氢处理装置的关键设备之一，关系到装置的正常生产。新氢带液的情况大概持续了一个月。在这段时间里，新氢压缩机运行一直保持正常，没有发生任何事故，更没有影响到装置的生产。新氢带液对新氢压缩机的影响不可忽视，轻则使活塞杆、连杆、连杆螺栓、曲轴等断裂或