提高压缩机长周期运转率的改造总结

安徽三星化工有限责任公司（以下简称“三星化工公司”）生产装置采用的压缩机机型较多，部分零部件及辅助设备上存在设计不合理、制造材质差等问题，故事故发生率较多，平均运转率低，严重制约了生产能力的发挥，为了进一步挖潜节能、降低生产成本，需对其部分进行改造。

1　存在问题和原因分析

1．1MH12型压缩机

（1）存在问题：3台MH12型压缩机四段气阀容易损坏，使用周期有时不到2d，更换频繁。

（2）原因分析：每次更换MH12型压缩机四段气阀时，发现气阀室内经常有水，夏季气阀带水更多，损坏气阀更加频繁。由于气阀室内有水，改变了阀片的运动规律，造成气阀弹簧、阀片的断裂，气阀工作失效，因此，气体带水是气阀损坏的主要原因。

1．26M32型压缩机

（1）存在问题

2台6M32型压缩机的一段活塞打坏、堵头击穿、活塞杆拉断、连杆瓦烧坏、十字头销断裂引起机身拉裂；二段连杆瓦烧坏；三段气阀容易损坏，使用周期＜7d；四段缸内有异响声、活塞托瓦完全磨损、水冷器北面封头1块隔板与水冷器芯间O形密封圈被吹落、气阀密封铝垫经常断裂；六段水冷器内列管炸裂、填料（有时使用周期＜3个月）由于超温导致变形，致使气体泄漏、出口气体超温、活塞与缸套咬死、活塞杆拉断；五段和六段切气或并气时，容易造成氨合成系统补充气中微量CO和CO 2超标，引起氨合成塔催化剂中毒；制约压缩机长周期运行。

（2）原因分析如下

①原四段、五段、六段水冷器为列管式水冷器，由于循环水水质较差，容易结垢堵塞，造成换热效果差，出口气体温度高，水冷器阻力大；且水冷器列管制造质量欠缺，如六段水冷器列管厚薄不均（2．0～2．5mm）。

②润滑油系统油量过小，油过滤器经常堵塞，关键部位油路不畅、注油量不足，造成运动部件的润滑效果不良而烧坏连杆瓦。气炉水夹套副产蒸汽放空。

（4）A汽包排水。2014年12月16日14：30，关闭A汽包软水自调阀前、后软水阀及手动补水阀，打开2 ＃造气炉水夹套排污阀，排空A汽包内软水。

（5）检修阀门。2014年12月16日14：40，A汽包前预备1根连接一次水水管，以便高温气体喷出时用一次水降温；拆卸A汽包下部2 ＃造气炉水夹套进水阀及出口蒸汽阀；拆卸过程中仅少量高温蒸汽溢出，发现水夹套进水阀完好，但出口蒸汽阀阀芯脱落，随后对阀门进行检修并安装。

（6）恢复原工艺流程。2014年12月16日15：10，操作工开启A和B蒸汽缓冲罐顶部蒸汽进口阀及汽包上部所关闭的蒸汽进口阀和放空阀，开启A汽包软水自调阀，关闭A和B汽包至一单元造气系统显热回收器的蒸汽管导淋阀；恢复1 ＃造气炉水夹套排污管道，并保持畅通，拆除一次水水管，15：20检修顺利结束。15：20后工段加量生产，1 ＃，3 ＃和4 ＃造气炉重新投运。

3　检修效果

2014年12月17日，2 ＃造气炉重新投运后水夹套出口蒸汽温度恢复正常，稳定在（115±1）℃。通过周密计划和安排，一次高难度的检修圆满成功，既未影响生产，又确保了检修安全。

（收到修改稿日期20150308）

③因设计制造、材质等原因，如机身、主轴刚度不够，在运行过程中致使机身被拉裂；一段、四段、六段活塞圆度、圆柱度未达到设计要求，且为铸铁制造，质量大，造成气缸磨损严重、打坏、堵头击穿、活塞杆拉断、活塞环、托瓦易被磨损。

④切气或并气时，五段气体一部分到五出总管（Φ159mm×20mm），一部分由五段副线（Φ102mm×14mm）到六段入口，如果五段副线阀开度过大，气体阻力小，造成五段气体倒入六段入口总管，经其他压缩机进入氨合成系统补充气总管，造成合成催化剂中毒。

六段气缸为单作用式，另设一平衡管改变活塞两端的受力，造成六段铜质活塞环磨损，大量铜粉附在出口气阀，造成出口气阀泄漏，导致出口气体超温，严重时发生活塞环抱死，活塞杆拉断故障。

⑤用于冷却六段聚四氟乙烯填料的循环水水质差，经常造成填料盒冷却水通道堵塞，且六段出口气体压力较高（28MPa），活塞杆与填料密封摩擦产生的热量较大，不能及时被带走，使填料超温变形，密封失效而出现六段气体泄漏。

⑥由于来自变换系统的气体中含有较多的催化剂粉末等固体杂质，堵塞三段气阀通道，并使钢阀片开启、关闭运动规律改变，造成气阀弹簧、阀片的断裂。

⑦四段气阀密封铝垫强度较低，同时铝垫宽度较窄（仅5mm）；维修工装配时，顶丝的压紧力度往往不够，且四段出口气体压力较高（6．0MPa左右），铝垫经常被冲断，造成气体泄漏。

2　改造措施及效果

2．1MH12型压缩机的改造措施

2013年5至8月，在每台MH12型压缩机四段进口管路上分别安装了Φ1400mm气液分离器。改进后，保证了气液充分分离，把带液现象降低到了最低程度，气阀的使用寿命由原来＜2d延长至＞3个月，每月节省气阀维修费用9000元左右，同时减少影响生产45台·时。

2．26M32型压缩机的改造措施

（1）将四、五、六段原来的水冷器分别更换为水冷面积为60．5，46．0和42．5m 2的套管式水冷器，增强了换热效果，降低了出口气体温度。

（2）一段、二段十字头及连杆的进油管规格由DN20mm改为DN25mm，在进油管上增设了1只压力表，可用于观察其油量；循环主油泵流量由315L／min扩大为400L／min，且增设了1只容积为3m 3的油箱；在四、六段气缸旁增设1台注油泵，增加四、六段注油量，减少了活塞环的磨损。改用溴化锂制冷机组制得的冷水代替原循环水冷却五、六段填料，冷却水进水管由原来的Φ10mm扩大至Φ18mm，增大冷却水水量。

（3）一段活塞的材质由铸铁改为空心铸铝，且在一段活塞环外圆柱面上堆焊巴氏合金，并增加活塞托瓦的轴间长度，延长使用寿命。

（4）更换四段气缸并增设气缸套，将四段活塞环由铸铁改为粉末冶金材质，四段活塞托瓦由巴氏合金改为碳纤增强聚四氟乙烯材质，延长了四段活塞组件的使用寿命。

（5）将六段缸由单作用式改为双作用式，增设六段后置填料函，以减小六段活塞环磨损度；2013年5月，六段填料冷却水由循环水改为溴化锂制冷机组制得的冷水；改造后，六段出口气体温度正常，使填料运行周期由原＜3个月延长至＞14个月，每年节约填料维修费用近10万元。

（6）将拉裂后的一段机身整体更换，并在原基础上加高了60mm，增加了4．2t质量，减轻了机体整体振动；主轴由原Φ280mm改为Φ300mm，增强了刚度；改进后，延长了其使用寿命。

（7）将五段副线管由原Φ102mm缩小至Φ59mm后，五段、六段切气或并气时，再未出现过氨合成系统补充气中微量CO和CO 2超标现象。

（8）2014年3月，将三段气阀改用聚醚醚酮防污气阀；2014年4月，将四段气阀内垫更换了原尺寸的紫铜垫。更换后，效果非常明显。

3　结语

通过对延长氢氮压缩机运行周期进行技术研究，氢氮压缩机存在的问题得到了较圆满解决，实现了装置稳定、长周期运行的要求。年节约维修费用约60万元，年减少影响生产800台·时，年多生产合成氨近500t。与2014年同期相比，可多创经济效益近200万元。

（收到修改稿时间20150413）