压缩机活门堵的原因分析及对策.docx

2012 年 9 月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressSept. 2012欋欋欋欋欋欋欋欋欋欋欋氠设备管理与改造压缩机活门堵的原因分析及对策郭文龙( 山西阳煤丰喜集团临猗分公司，山西 运城 044100)摘 要 结合山西阳煤丰喜集团临猗分公司的生产实际，分析了可能导致压缩机活门堵塞的各种原因，并提出了相应的解决措施。关键词 气体净化; 压缩机; 活门; 堵塞中图分类号 TH 45文献标识码 B文章编号1004 9932( 2012) 05 0041 03Blocked Causes of Reciprocating Compressor Valves and CountermeasuresGUO Wenlong( Linyi Branch of Shanxi Yangmei Fengxi Group，Yuncheng 044100，China)Abstract: Combined with practical production of Shanxi Yangmei Fengxi Group Linyi Branch，the author analyzed the causes resulting in the valves of reciprocating compressor blocked off and put forward the countermeasuresKey Words: gas purification; compressor; valves;blocked山西阳煤丰喜集团临猗分公司 ( 简 称 临 猗公司) 共有 4 套 合 成 氨 系 统，各类型号的压缩 机总计 30 多台。随着煤炭供应的日趋紧张，企 业为节约成本，降低了原料煤的质量。煤种的变 化带来的不仅是高硫，还有高灰分、低固定碳等 不利因素，这些都给后工段的洗气带来了前所未 有的压力。由于原有工艺和设备的限制，频繁出 现压缩机因活门堵塞而停机，更换压缩机活门， 不仅增加了工人的劳动强度，而且影响到稳产联 运，导致合成氨产量下降、消耗升高，维修费增 加，对企业效益的影响越来越大。此外，无论是 硫膏还 是煤焦油进入机体，都将增大气缸的磨 损，减少压缩机寿命，同时在频繁倒机的过程中 会产生很多不确定因素，容易造成安全事故。在 此笔者根据临猗公司的生产工艺，结合所经历过 的案例，对压缩机活门堵塞问题进行分析，希望对兄弟厂家有所帮助。1工艺流程简介以临猗公司合成氨一厂为例，其煤气净化系统工艺流程为: 来自造气炉的半水煤气，经旋风 分离器和洗气塔简单除尘后送入气柜，经气柜缓 冲沉降后，3. 2 kPa 的半水煤气经洗气塔洗气降 温到 40 ，进入电滤器除尘、除焦油，然后经罗茨机加压到 43 kPa，温度升到 65 ，经冷却塔洗气降温到 33 后进入脱硫塔脱除 H2 S，脱 硫后的半水煤气经分离器进入清洗塔，煤气温度 降到 25 左 右，进入脱硫后电滤器再次除尘， 除尘后半水煤气被溴化锂冷却至 12 左右，经压缩机一进分离器分离掉冷却水后进入压缩机一 段。合成氨一厂共有 5 台压缩机，其中 1 # 3 # 压 缩机有溴化锂冷却，4 # 和 5 # 机没有; 冷却清洗塔 分为上下两段使用。收稿日期 2012-01-29作者简介 郭 文 龙 ( 1982) ，男，山 西 晋 城 人，硕 士，工 程2压缩机活门堵塞原因分析及对策对从压缩机活门上刮下来的堵塞物成分进行师，主要从事煤化工生产管理及技术研究。欋欋氠欋欋氠42中 氮 肥第 5 期分析，结果为: 硫 10. 98% ，残炭 4. 03% ，灰分63. 79% ，挥发分 31. 83% ，水分 0. 35% 。实际检修中发现: 有时主要是硫膏堵塞，用 肉眼看堵塞物为亮黄色粘稠状物质或能清晰看到 硫磺的结晶物，火烤时有硫磺燃烧的气味; 有时 堵塞物约 80% 为 可 溶 盐 类，另 外 还 有 灰 分、残 炭等; 也有为煤焦油或者压缩机的润滑油引起的 堵塞。甚至压缩机。( 6)脱硫后清洗塔洗气效果 是 否 良 好? 某厂曾经有一段时间 1 周换 1 次活门，每次换下的活门阀片上都有厚厚一层硫膏状物，最后发现竟 然是清 洗塔的填料装的不够，洗气效果差导致 的。还有就是必须保证循环水的循环量和水质。 如果碎填料太多，堵塞清洗塔分布器，使洗气水 量减少或偏流，也可能导致上述后果。2. 1硫 堵压缩机活门被硫膏堵塞的情况比较好判断，2. 1. 2H2 S 的转化半水煤气 中 残 留 的 H2 S 在氧气含量少或温 度较低时能生成单质硫和水; 另 外，煤 气 中 的 H2 S 遇水 ( 饱 和 水) 会 形 成 氢 硫 酸，氢 硫 酸 会 与溶解在水中的氧缓慢反应，产生不溶于水的单 质硫，最终以硫膏形式附着在气阀上，堵塞压缩 机活门。这种情况一般难以避免，特别是对于全 低变工艺，因为为防止变换催化剂反硫化，必须 允许进入变换系统的煤气含有一定量的 H2 S。不 过该情况导致的压缩机活门堵塞周期较长，一般 只发生在 H2 S 含量控制得很高的时候。也相对好处理。大致分为 2 种情况: 一是由于脱硫液带入压缩机一进，水分蒸发后留下的硫磺形 成的堵塞; 二 是 因 为 半水煤气中残留的 H2 S 在 压缩机内转化所致。2. 1. 1脱硫液带入压缩机由于脱硫塔到压缩机之间还要经过清洗塔、电滤器和分离器等设备，工艺管线相对较长，脱 硫液不可能直接进入压缩工段，而是通过雾沫夹 带，由煤气带入压缩机。只要在压缩一进分离器 排污口取样，分析其中的硫含量，就可以很容易 判断。具体情况可从以下几方面考虑。2. 2尘 堵多数情况下的压缩机活门堵塞都属于尘堵，( 1)首先考虑是不是系统超负荷使煤气流 原因主要还是前工段的洗气质量跟不上。压缩前工段的净化设备主要有洗气塔、清洗塔、各类分 离器、冷却塔和电滤器等，另外脱硫塔也能起到 一定的洗气效果。尘堵的问题首先应从原料找原因，如果选用 高硫煤，或其他煤质较差的煤种，就要从源头上 解决了。但对煤质要求的降低，已是大多数企业 不得以的选择，煤气净化已然成了防止尘堵的重 要手段。速过大或设备局限所致。由于利润空间小，提高产能是当下大多数氮肥企业的首选。( 2) 检查脱硫塔气相出口的丝网除沫器是 否完好或脱落，是否存在设计缺陷。( 3)脱硫后分离器液位是否 过 高，各 设 备是否定期排污。( 4)脱硫循环量偏小等原因造成的脱硫塔 阻力过大也容易形成雾沫夹带。( 5)考虑是不是脱硫再生管 理 不 到 位，贫2. 2. 1合理的净化流程设计液中的硫泡沫较多，或本身泡沫颗粒较小不易分离。另外，如果熔硫返液温度控制不好，还可能 产生大量虚泡，这些硫泡沫很容易被带入后工段该有的净化设备一定不能少。图 1 是笔者根据实际生产经验，给出的半水煤气净化工艺基本 设计单元。图 1 净化工艺流程方框图有些企 业 会在压缩机一进前设置焦炭过 滤器，或者超滤等过滤装置，用于除去气体夹带的第 5 期郭文龙: 压缩机活门堵的原因分析及对策43雾沫和焦油。笔者认为那样气体阻力会很大，不利于低压环境下的气体输送; 另外添置这些设备 投入大，使用费用高，对现阶段的合成氨企业不 太适合。还有的企业在压缩机一段进口加水洗塔 或旋风分离器，笔者认为此法也不可取。因为加 水洗塔容易造成压缩机带液，而旋风分离器主要 用于除去粒径在 5 m 以上的尘粒，对于粒径再 小的颗粒，一般旋风分离器分离效率很低，并且 旋风分离器的最大缺点就是阻力大，对于压力只 有 30 kPa 的煤气不太适用。中水水质基本达到了脱硫循环水补水的要求，温度等指标甚至更符合工艺要求。于是自 2010 年6 月起，脱硫循环水基本不加一次水，改用中水 连加连排，出口氨氮质量浓度维持在 60 mg / L 左 右，循环水水质明显好转，洗气效果明显改善， 工艺运行平稳。表 1 中水与一次水参数对比mg / L项 目浊度总盐氨氮COD中 水一次水13. 03 2. 52 000681100602注: 中水和一次水的 pH 分别为 7. 87 和 6. 50 8. 50，温度分别为 18 和 20 。2. 2. 2保证净化设备在良好状态下运行静电除尘对压缩机一进气体净化效果的好坏影响较大。首先要根据工艺气流量和各种型号静 电除尘器的处理量，合理设置静电除尘器，最好 在罗茨机前和清洗塔后各设 1 组。静电除尘器的 维护至关重 要，不 仅 运 行 电 压 ( 二 次 电 压) 要 保证在 45 kV 以 上， 还要定期用蒸汽热煮、 冲 洗，时刻从运行电流和外排水情况判断其运行 状况。分离器最好设计为切线进气，这样可提高分 离效果。加强各分离器排污，特别是压缩一进分 离器和各压缩机自带分离器的排污，也可大大降 低带入机体的杂物，缓解压缩机活门堵塞。不少厂家将冷却塔和清洗塔合并为冷却清洗 塔，这在以前煤质好的情况下确实比较合理。但 随着煤炭资源的紧张和型煤的广泛应用，冷却塔 和清洗塔分开设置更有利于系统的稳定运行。如果煤气温度过高，尤其是在夏季，溴化锂 机组运行不理想，煤气中的饱和水会很多，无法 从分离 器 排 出， 也会加大压缩机活门堵塞的 几率。2. 2. 3 改善循环水水质由于环 保 关 系， 脱硫循环水长时间闭路循 环，水越来越脏，严重影响了洗气效果。为了能 既满足外排达标，又保证循环水水质，还要尽量 减少一次水用量，考虑回用污水处理厂处理合格 的中水。表 1 为中水和一次水的参数对比。通过中水和一次水的主要参数对比发现: 中 水的浊度和一次水相差不大 ( 这 是 脱 硫 循 环 水 的关键指标) ，虽然水中总盐含量有些高，但整 个循环水系统的温度维持在 30 左右，和煤气 又是直接接触，对降温和洗气的 影 响 可 以 忽 略 。2. 3油污堵塞油污主要有 2 个来源: 一是前工段的静电除焦运行不正常，煤焦油未除净; 二是压缩机自身的油污，包括润滑油和冷却油。无论哪种油污， 高温结炭后都很容易堵塞活门。特别是当活门启 闭不良，排气温度过高，或者润滑油出现质量问 题时，油的碳化将更严重。另外油经高温及水汽 乳化变质也可形成固体结块，堵塞活门。工艺管理管理上的纰漏可能导致好多不必要的麻烦， 譬如: 提泡沫不及时，脱硫液再生不好，可能造 成堵塔，引起带液; 当班班组嫌阻力大，没有开 水洗塔，或将循环量调小，直接影响洗气效果; 操作工擅自停用静电除尘器，或不按时热洗和排 污等致严重影响净化设备的运行效果。如果管理 到位，可以在一定程度上弥补现有装置的不足， 缓解压缩机活门的堵塞。2. 43结 语关于压缩机活