6MD50氢氮压缩机优化改造总结

赵勇群 陈启雷 王小龙

(安徽泉盛化工有限公司安徽滁州233290)

6MD50氢氮压缩机优化改造总结

赵勇群 陈启雷 王小龙

(安徽泉盛化工有限公司安徽滁州233290)

0 前言

合成氨生产装置选用往复活塞式氢氮压缩机，高、低压机分开，高压机运行总体平稳；6MD50型低压机排气量为471 m3/min(标态)。该低压机在生产运行过程中，主机部分零部件及辅助设备匹配不合理，工艺不配套，给生产运行带来安全隐患，严重制约了装置产能的提升。为了提高该低压机运转率，降低生产成本、减少劳动强度，结合实际工况对其部分部件进行改造。

1 6MD50型压缩机存在的问题

(1)压缩机气阀使用周期短，一段使用周期 在50 d左右，二、三、四、五段使用周期在20 d左右，检修频繁；

(2)二段～五段活塞环使用周期短，特别是三、四、五段，使用周期仅30 d；

(3)低压机二段连杆大头瓦经常出现连续烧瓦现象，1个月内出现2次；

(4)循环油泵原厂家配套是齿轮型式，与电机连接方式是尼龙齿形套，经常因油泵故障或联轴套损坏造成压缩机停机；甚至因油泵联轴套损坏造成全厂停车1次。

2 原因分析

(1)气阀使用周期短。特别是夏季尤为明显，由于压缩机抽排气量大、气体温度偏高，一段活门更换时阀座及阀片上附着大量的硫黄和煤焦油；二～五段活门进气温度高，气体中水分分离不尽，造成气体带水，打断气阀弹簧和阀片，严重影响打气量。气体温度高的原因系循环水量小，水中菌藻类尸体黏泥吸附在压缩机各段换热器列管上，影响了气体的换热效果。

(2)活塞环使用周期短。压缩机正常运行时，由于循环水量小造成每段气缸的温度高，加速了活塞环的磨损速率。检修时，还发现气缸内有缺油现象，特别是二、四、五段比较严重，说明气缸注油量不足。同时，还发现活塞环和支撑环偏磨严重，说明活塞在往复运动中，活塞不能处在同一中心线上。

(3)2014年4月，出现2次连杆瓦烧瓦现象。经现场拆卸检查，发现二段连杆瓦供油不足，因连杆瓦油路流程与其他机型有区别，润滑油首先从“十字头”上下滑道进入，依次进入“十字头”、“十字头”销、连杆小头瓦、连杆大头瓦，由此可见，大头瓦是润滑的最后环节。进入大头瓦的润滑油由“十字头”销中部的2只孔经过，油量偏小，连杆大头瓦与曲轴摩擦产生的热量不能及时带走，是烧瓦的主要原因。

(4)循环油泵稀油站厂家选用齿轮油泵，设计使用寿命3～6个月。设备在运行过程中，经常出现油泵部件磨损过大造成负荷增加，甚至油泵抱死。厂家采用尼龙齿形护套联轴器，在油泵负荷增加时，为了保护电机，将较薄弱的尼龙齿形护套损坏，以保护油泵电机。

3 改造措施及效果

3.1 活门的改造

(1)该低压机的一段活门阀座和阀片附着大量硫磺和煤焦油。解决方法：①从工艺上着手解决，开好脱硫静电除焦器和洗涤塔；②压缩机进口增设溴化锂冷却器，在降低压缩机一入进气温度，充分冷却分离一入气体中的水含量的同时，又增加了压缩机的吸气量；③采用新技术，将一段气阀改造成防污气阀。

(2)该低压机的二段至五段活门与一段都改为防污气阀，阀片由钢片改为PEEK工程塑料阀片。

以上该低压机的改造于2014年6月完成，经其运行结果表明，活门使用周期明显延长，一段使用周期达7～8个月，二段至五段使用周期达3个月。每月节约维修费用5万多元，同时减少影响生产20台时(6MD50型机，按1 h 1台时计)，合成氨产量增加200 t。

3.2 活塞环使用周期短的改造

(1)将该低压机的一段至三段活塞环由聚四氟乙烯材质改为PES增强型塑料。

(2)支撑环由设计托瓦型(活塞外圆的 1/3)改为整圆型，较大地降低了活塞往复运动时在气缸内的跳动偏磨。

(3)该低压机的三段活塞原设计支撑环在活塞中间，将活塞加工改造，支撑环改到活塞两端，即增加了活塞运行时的平稳性，又对活塞环进行了保护。

(4)将该低压机的四、五段活塞环和支撑环由聚四氟乙烯材质改为PEEK工程塑料，增强耐磨性。

(5)气缸注油量偏少，特别是二、四、五段，有针对性地对气缸进行小改造，在气缸在原注油孔的180°位置上增加一个注油点，注油量增加了1倍。

3.3 气缸温度高和排气温度高的再次改造

(1)气缸夹套、填料冷却水流速慢，回水温度高(温度达70 ℃)。解决方法：在气缸、填料冷却水管进口增设管道泵，将循环水压力由0.22 MPa提高至0.45 MPa，可将系统热量及时带走。

(2)气体温度高。解决方法：首先将三段、四段水冷器进行改造，将三段水冷器换热面积由原设计的95 m2扩大至140 m2，四段水冷器换热面积由78 m2扩大至110 m2。2015年8月，三段、四段水冷器改造完成投用后，水冷后气体温度由45 ℃下降至27 ℃。

(3)循环水系统中菌藻黏泥不能充分分离，部分黏泥吸附在换热器列管上。解决方法：将换热器冷却水配备反冲洗装置，定期将冷却器内黏泥排出，泥水分离后循环水再回收到冷却水系统。

经过以上技术改造措施实施后，6MD50型低压机运转周期较大地延长，各段活塞环的运转周期由原来的20 d 延长至90 d。每月节约维修费用8万元，减少影响生产25 台时，合成氨产量增加250 t。

3.4 低压机二段连杆大头瓦供油不足

对“十字头”销油孔进行改造，将对称2孔改为3孔等分的方式，增加连杆瓦的润滑油量；将润滑油压力由0.35 MPa提升至0.5 MPa。

3.5 循环油泵使用周期短

选用了新型螺杆油泵，电机选用质量过硬的热继电器保护，自2014年8月在4#机使用至今，运行稳定。

3.6 铝镁连杆瓦

曲轴颈光洁度不达标和曲颈椭圆度超差值过大时使用铝镁连杆瓦，在曲轴的修复上起到良好的作用；但铝镁合金瓦材质相对较硬，在设备运行达2 200 h后要及时换成巴氏合金瓦，以免对曲轴造成过度磨损。

4 结论

新设备在初次试用时，难免会出现一些问题，积极与制造厂家进行技术研究，采用走出去、请进来的方式主动向同行业学习新经验、新方法。通过1年多的努力，4 台新型低压机存在的问题得到解决，保证了整个装置长周期稳定运行。年节约维修费用150万元，年减少影响生产540台时，年多生产合成氨超过5 000 t，与2015年同期相比，可增加可观的经济效益。

2016- 08- 11)