气聚车间CO2压缩机故障过程及分析

单建明 徐峰 刘友恩(河南省濮阳市中原油田石油化工总厂)

中原油田石油化工总厂气聚车间二氧化碳装置， 以催化裂化装置来的烟道气为原料，以一乙醇胺为吸收剂，吸收烟气中的二氧化碳，生产出合格的二氧化碳产品，设计规模年生产2 万吨液态二氧化碳。

CO2 压缩机前后工艺流程：

从催化裂化装置的余热锅炉产生的烟道气经过洗涤， 洗去烟气中的灰尘并降温。 经洗涤冷却后，烟气由180℃降至35℃。

洗涤冷却后的烟道气自洗涤塔上部下来进入鼓风机， 经加压至7236Pa 后，进入吸收塔下部，同自上而下的一乙醇胺溶液在填料表面进行充分的传热传质。 一乙醇胺溶液吸收烟气中CO2 气体后成为富液， 剩余气体组分在吸收塔上部经洗涤液洗涤、除沫后放空。

从吸收塔底出来的富一乙醇胺溶液经富液泵加压后进入贫－富液换热器，换热升温至58℃，进入再生气冷却器，与再生塔顶部来的再生气换热，温度升至约72℃，再进入贫－富液换热器（板式换热器）同贫液换热，温度升至96℃，最后进入再生塔上部，与自塔底逆流而上的再生气在填料表面进行传热传质，溶液中的CO2 被气提出来。 夹带大量水蒸汽的CO2 气由塔顶引出，进入再生冷凝器与富液换热后降温至78℃，再进入CO2 水冷却器冷却至40℃， 最后经CO2 分离器除掉冷却液与杂质后，0.04MPa、35℃的CO2 气体送往CO2 压缩机C1201 一级进口，经一级压缩后（一级出口的压力为0.26MPa，温度160℃），再进入压缩机二段, 二段出口分离器出来的CO2 气体(压力0.8MPa，温度≤40℃) 再进入三段压缩。 经三级压缩后，CO2 气体压力达2.4MPa，温度≤40℃。 然后进入脱硫塔，将气体夹带的硫化物除去，再进入干燥塔脱水，后经杀菌过滤器、除味过滤器、灭菌过滤器，最后进入CO2 液化器。 气体在液化器内被氨冷凝为液体，最终获得纯度CO2（W%）≥99.9%（液体）、∑S≤0.1PPM 的CO2 产品。

一、 故障经过

气聚车间CO2 压缩机型号为VW25/24，设备编号C1201，介质为CO2,额定流量25Nm3/min，入口压力0.01MPa，出口压力2.4MPa，原动机型号YKK500－12，功率250KW，转速490n/min。

七月十五日（上周五）上午9 时左右，压缩机在所有吸、排气阀未装前进行试机（目的是排出机体内的脏物）。 运行时一级缸声音异常，疑似撞缸的声音，及时停机。 机修进行检查后开始安装吸气阀、排气阀。

下午3：10 左右，操作工对CO2 压缩机试运行，一是压缩机盘车比较困难； 二是一级缸运行声音较大。 压缩机没有憋压运行。

下午5：00 脱碳正常，准备并压缩机。 5∶10 正常开机，开机后一级缸运行声音较大，在三级排气压力到1.4MPa 时，二级排气压力上升到1.2MPa，二排安全阀起跳。 停机后联系机修，机修检查更换二级排气阀2 个。 再次开机运行，一、二、三级压力正常，但一级吸气阀一个阀温度上升到83 度，当即停机，由机修更换该阀。 晚20：20 分左右CO2 压缩机开起来，除机体振动比较大、一级缸声音比较大外，其它正常。

16 日早晨3 时20 分左右， 岗位操作工在正常巡检中听见CO2 压缩机运行声音特别刺耳，当即作出紧急停机处理。 停机后电话报告总厂调度及车间值班人员。

8∶30 分经机修人员到现场对压缩机解体， 压缩机解体后发现一、二、三级缸缸体，十字头及十字头滑道、连杆、曲轴、活塞等以上部件都发生断裂和变形。

二、二氧化碳压缩机故障前的生产工艺分析

针对此次出现的二氧化碳压缩机故障， 我们对压缩机出现故障前的一小时的操作情况进行了检查，发现再生塔操作平稳，无冲塔现象发生。 其中，再生塔温度控制正常，塔底温度保持在109－112℃、 塔顶温度保持在91－92℃、 塔底液位保持在150－400mm（15－35%）、压缩机入口分液灌液位保持在300mm（37%）。

通过以上操作参数，可以看出：再生塔操作平稳，无冲塔现象发生，此次压缩机损坏，可以排除二氧化碳气体带液损坏压缩机的可能。可能造成此次事故的原因，一是CO2 压缩机长期一直振动超标运行， 疲劳损坏； 二是在此次检修装配过程中存在缺陷。

三、针对此次故障我们的反思

1、在CO2 压缩机一级缸运行声音较以往大的情况下，没能坚持让机修重新检修。

2、在CO2 压缩机大修后，运行状态监测未能跟上，未能及时发现此次故障苗头，而造成此次大的设备故障。

四、针对此次压缩机故障及以往的运行情况，为实现压缩机长周期运行，特提出如下建议：

1、目前，再生塔顶压力调节阀（TIC1108）流通面积大于实际气体流量，造成该调节阀无法平稳调节再生塔压力，其对压缩机的平稳运行及再生塔重沸器形成严重威胁。 现采取对调节阀上游阀限量及实行调节阀手动控制的操作方法， 以控制再生塔压力及进入压缩机的平稳气量。 建议对该调节阀进行换型改造。

2、鉴于再生塔有可能冲塔而出现一乙醇胺溶液带入压缩机而出现的液击损坏压缩机的安全隐患， 建议增设压缩机入口分液灌高液位联锁保护压缩机运行的自动保护机构。

3、建议对压缩机各级压力等参数实现数据远传至PLC 操作画面，利于压缩机运行维护。

4、由于运行设备距操作室较远，一旦压缩机有异响，很难第一时间处理，建议实现声音报警。

5、对CO2 压缩机等大型设备，在每次检修后，是否由总厂职能部门组织相关单位进行验收， 经各方确认无问题签字后投入运行。

五、针对此次事故，我们应吸取的经验和教训

1、切实做好设备检修后验收工作，不符合完好标准不投入运行。

2、对大检修后运行设备，在初期实行24 小时现场监护，有问题及时判断及时处理。

3、进一步落实设备各项管理制度，对关键设备的运行每天进行状态监测，建立设备运行监测台账。

4、对压缩机操作工进行定期培训，增强运行维护和故障判断能力。