循环氢压缩机在加氢精制过程中存在的问题及解决方法

张文举

(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200)

化机与设备

循环氢压缩机在加氢精制过程中存在的问题及解决方法

张文举

(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200)

循环氢压缩机在加氢精制工艺中属于核心设备，在正常运行状态下，要求循环氢压缩机可以长时间无故障运行。但在装置开工阶段，工况并不稳定，循环氢压缩机易受多种因素影响，出现多种设备运行问题，从而影响开工进度。从其应用实例出发，对其在开工中存在的问题进行深入探讨，并提出了问题的解决方法。

循环氢压缩机；加氢精制；开工；问题；解决方法

加氢精制是炼油厂常见的工艺环节，也是石油产品最重要的精制方法之一，通过加氢精制可有效除去油品中的有害杂质，优化油品质量。循环氢压缩机在加氢精制过程中，起到维持反应系统氢分压、带走系统反应热以及控制反应器床层温度的重要作用。循环氢压缩机正常运行是加氢精制反应顺利进行的基本条件，但在实际开工过程中，由于工况尚未稳定，循环氢压缩机易出现多种运行问题，不仅拖慢了开工进度，还阻碍了加氢精制反应的顺利进行。因此，如何消除循环氢压缩机在开工中可能出现的问题，成为各石化单位共同研究的重要课题。

1 循环氢压缩机机组简介

循环氢压缩机作为加氢精制工艺核心装备，随着现代化工不断发展，其设备规模不断扩大，就现阶段循环氢压缩机而言，多为离心式结构。离心式循环氢压缩机具有流量大、转速高、结构紧凑、运行可靠等特点，相比较于往复式循环氢压缩机更适合化工操作使用[1]。

离心式循环氢压缩机结构相对简单，是一种叶片旋转式压缩机，由汽轮机提供动力，其工作原理大致与离心泵相同。当循环氢压缩机启动时，旋转叶轮带动气体旋转，产生离心力，并在离心力作用下，使气体获得动能甩向叶轮出口，从而在内部形成低压区，最终在压差和离心力作用下，实现压缩机的连续工作[2-3]。

虽然循环氢压缩机结构及工作原理相对简单，但其设计工艺要求相对较高，如，某石化厂所用循环氢压缩机，依据实际工艺需求，其进、出口设计压力分别为6.40 MPa和8.20 MPa，进、出口设计温度分别为40.0 ℃和72.5 ℃，额定工作转速11 950 r/min，标准状态下额定体积流量150 000.0 m3/h，透平额定功率为1 450 W，密封系统使用干气密封。

2 循环氢压缩机在实际开工过程中出现的问题及解决方法

2.1 开工时无法满足压缩机干气密封条件

2.1.1 干气密封流程概述

干气密封是压缩机的重要组成部分，其一级密封相关流程为：机组出口气中的固体颗粒和较大液滴经由分液罐去除，随后，由过滤器将其过滤到精度为1 μ，再借助气动薄膜调节阀将其压力始终控制于平衡管压力0.20 MPa上。然后，这股出口气进入高、低压端一级密封室，由相应的流量控制阀控制其流量至400.0 m3/h。如，平衡管与密封气压差低于0.050 MPa，系统将自动启动增压泵，并打开相应阀门，使密封气压力上涨，当密封气恢复正常压力时，增压泵停止工作。压缩机增压系统仅在装置开车、停车等工况启动。此外，绝大部分一级密封气体将通过机组迷宫返回机组内部，以防止气体外泄污染。

二级密封气相关流程：0.40 MPa～0.70 MPa氮气经由过滤器过滤后，分成4股分别进入压缩机，其中，2股经由孔板流量计控制其流量为8.0 m3/h，进入二级密封腔，作为二级密封气。多数二级密封气通过中间迷宫与一级密封气泄露部分混合后，由火炬排出。另外2股分别作为高压端和低压端的隔离气使用。

2.1.2 干气密封开机条件

干气密封的开机条件主要有3点：第一，平衡管与一级密封气压差不得小于0.060 MPa；第二，高压端一级密封气放火炬流量不得低于6.0 m3/h；第三，低压端一级密封气放火炬流量不得低于6.0 m3/h。只有同时满足以上条件，才允许干气密封投用[4]。

在实际开工操作中，如，在氮气工况下，压缩机干气密封的开机条件相对容易满足，可顺利开启循环机，但无法长时间保持开机条件，系统建立压差困难。调整设备工艺参数，亦无法有效解决问题。随后，与技术人员协商决定，暂时取消系统连锁再进行开车。

2.2 汽轮机气封冷却器自身负压过大

汽轮机气封冷却器亦是压缩机的重要组成部分之一，其主要作用是通过自身冷却作用，将由汽轮机气封溢出的蒸汽冷却成液体并排放掉，以减少设备蒸汽对大气的排放量。

装置开工时，如要投用汽轮机气封冷却器，第1步，应稍开气封抽蒸汽与抽气间的放空阀，稍开抽汽工序第2道线，并暖管抽汽线；第2步，待抽汽线中冷凝液排净之后，打开抽汽线动力蒸汽阀，并关闭相应排凝阀；第3步，将冷却水进口阀全部打开，稍开系统出口阀，并控制出口阀开度，使汽封系统压力抽至-0.030 MPa，汽封系统调控正常。

在实际开工过程中，如依据厂家说明对其进行调节无效，出现设备运行问题，如，在运行过程中，汽轮机气封冷却器相应一级疏水口压力变为负值，并向冷却器中抽汽，应进一步确定设备工艺条件，并依据厂家说明书进行反复调节，如仍没有任何效果，应与厂家技术人员进行问题协商，寻找设备设计问题，针对实例问题。可通过增加一级疏水口的U型管高度，解决设备负压问题。

2.3 汽轮机气封漏气

汽轮机气封漏气问题，是循环氢压缩机开工中常见问题之一。例如，某石化厂加氢精制装置开工时，对压缩机进行防喘振标定，当压缩机转速提高至9 000 r/min时，汽轮机开始出现漏气现象，随后，将其转速调整至8 000 r/min，发现其漏气量逐步减少[5]。

针对汽轮机漏气问题，应结合实际开工情况分析其漏气原因，一般来说，受设备安装因素影响较大。汽轮机一般是由厂家运输至现场进行整体组装完成，在运输途中或现场整体组装过程中，易受环境因素或人为因素影响，出现设备或零件轻微磨损现象，从而导致汽轮机组装不严，出现漏气现象。此外，在开车阶段，受干气密封开机影响，致使汽轮机预热时间过长，则可能因其受热不均，使设备出现轻微变形，出现漏气现象。针对汽轮机漏气问题，应及时联系厂家维修人员，对受损部位进行维修，保证其完整性，以满足设备实际密封要求。

3 结语

加氢精制作为油品精制的重要环节，起到去除油品杂质、提升油品质量的重要作用，其开工顺利程度将对其所在单位正常生产产生巨大影响。循环氢压缩机作为石油化工企业加氢精制单元的关键设备，其运行状态直接决定着加氢精制装置的运行状态，尤其在开工阶段，更加突显出循环氢压缩机顺利开机的重要性。因此，相关单位应充分重视循环氢压缩机的开工操作，从其设备选型、厂家设计、现场组装、设备调试、设备开车等各个开工环节入手，围绕循环氢压缩机开车制定周密的开车计划，积极参考同行业开工经验，针对开工中可能出现的干气密封开机故障、汽轮机气封冷却器压力故障以及汽轮机设备漏气故障，采取相应的预防和解决措施，并严格要求操作人员行为规范，以实际提高加氢精制开工操作质量，提升开工效率，从而在循环氢压缩机顺利开机的基础上，进一步保障压缩机在较长使用周期内保持优良的使用性能。

[1] 王树术，刘春艳，王凤学，等.循环氢压缩机在加氢精制开工中存在的问题及解决方法[J].风机技术,2012(1)：71-73.

[2] 李梅.350万t/a柴油加氢精制装置循环氢压缩机联锁停机检修开停工处理方法[J].中国化工贸易,2015(34)：35-38.

[3] 王存智.新氢压缩机与循环氢压缩机合并机组在加氢装置中的应用[J].石油化工设备技术,2004(6)：34-36.

[4] 王存智.循环氢压缩机的选型分析[J].石油化工设备技术,2005(5)：28-30.

[5] 杨惠霞，张瑞祥，郝峰，等.高压干气密封数值模拟及其在加氢精制循环氢压缩机中的应用[J].通用机械,2009(2)：48-51.

Problems and solutions of circulating hydrogen compressor in the process of hydrogen refining

ZHANG Wenju

(Shanxi Lu’an Coa-based Clean Energy Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046200, China)

The circulating hydrogen compressor is the core equipment in the process of hydrogenation refining. Under the normal operation condition, the circulating hydrogen compressor can be operated for a long time without fault. But in operating stage of the device, the working condition is not stable.And the circulating hydrogen compressor is easily affected by many factors. There are many kinds of equipment operation problems, which may affect the progress of the project.Starting from the application examples, this paper discusses the problems in the begining of construction in depth, and puts forward solution for the problem.

circulating hydrogen compressor; hydrogenation refining; begin construction; problem; solution

2016-10-10

张文举，男，1985年出生，2010年毕业于黑龙江科技学院，本科，助理工程师，从事化工生产方面工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.29

TQ051.2

A

1004-7050(2017)01-0089-02