柴油加氢裂化装置离心机油站小汽轮机技术改造及分析

于洋洋，陈国栋，王玉军

柴油加氢裂化装置离心机油站小汽轮机技术改造及分析

于洋洋，陈国栋，王玉军

（浙江石油化工有限公司，浙江 舟山 316200）

浙江石油化工有限公司新建350万t·a-1柴油加氢裂化装置离心式压缩机组为装置核心动设备，该离心机组包含离心机、汽轮机、凝汽系统、润滑油系统等，其中润滑油系统包含润滑油箱、油泵、管道、高位油箱以及相应仪表设备等，该系统为离心机和汽轮机提供稳定并符合一定压力的润滑油，润滑油泵共计两台，一台小型汽轮机、一台螺杆泵。油站小汽机既是节能设备，也是离心机组的关键设备之一，小汽机的运行稳定与否直接影响离心机的运行安全。介绍了该机组自2021年6月份启机后至2022年4月期间小汽机运行上发生过的问题，并分析了这些以及对小汽机进行了技术改造，同时分析了小汽机改造效果，为后期小汽机稳定运行打下基础并提供依据。

柴油加氢裂化；离心机；油站；小汽机

1 装置概况及工艺流程特点

1.1 350万t·a-1柴油加氢裂化装置概况

浙江石油化工有限公司4 000万t·a-1炼化一体化项目350万t·a-1柴油加氢裂化装置，由中国石化洛阳工程有限公司设计。该装置采用UOP公司提供的固定床两段式全循环柴油加氢裂化技术。UOP提供全套的加氢裂化催化剂，该催化剂系统具有脱金属、加氢精制、加氢裂化等功能。装置以直馏柴油、催化柴油、浆态床渣油加裂装置柴油和石脑油为原料，主要生产催化重整装置原料重石脑油，副产轻石脑油。该装置同时设置轻烃回收及产品精制部分，将本装置及蜡油加氢裂化装置的粗石脑油、酸性气、低分气，蜡油加氢处理装置的酸性气、低分气、柴油加氢精制装置的酸性气、低分气、石脑油加氢装置的酸性气进行轻烃回收及精制，生产精制液化气和脱硫干气、脱硫低分气。

装置由反应部分（含两段反应部分、循环氢脱硫、循环氢压缩机）、新氢压缩机部分、分馏部分、轻烃回收部分、产品精制部分组成。

柴油加氢裂化装置离心机组由离心机、汽轮机、润滑油系统、蒸汽冷凝系统等组成，其中润滑油系统包含润滑油箱、油泵、管道、高位油箱以及相应仪表设备等。

1.2 350万t·a-1柴油加氢裂化装置油站小汽机概况

柴油加氢裂化装置油站小汽机共有1台，作为油站供油系统主油泵，1台电动齿轮泵作为油站辅助油泵。油站小汽轮机每小时为离心机组供油约 64 m3，油站小汽机主要参数如表1所示。

表1 油站小汽机主要参数

2 油站小汽机运行过程中故障分析

2.1 油站小汽机调速卡涩超速跳车故障分析

装置开工后，在2021年底，曾因小汽机调速杆卡涩引起超速跳车故障，经分析后确认原因为小汽机调速杆卡涩以及进出口压差过大所致。

在顺时针调节伍德华德油压调速器的调速螺丝后LED转速显示未发生变化，继续顺时针旋转调速螺丝后发生调速杆抖动现象，随之发生超速跳停。

如图1所示，调速杆示意图中位置与伍德华德油压调速器构成调速系统，在图1标注的箭头的位置任何一处存在卡涩则调速系统的调速指令无法及时反馈到调速阀杆上而及时调节汽门，从而造成进汽不稳定。

图1 调速阀杆维护位置示意图

进排汽差压太大的现象：在小汽轮机升速调整的过程中，如图1所示首先调整排汽隔离阀调整出口蒸汽压力至0.5 MPa，顺时针调节伍德华德油压调速器的调速螺丝提速，随着转速上升出口蒸汽压力也随之上升，需调整出口蒸汽压力不超过额定出口蒸汽压力0.6 MPa，在调整的过程中，调速杆发生抖动，如继续升速出口蒸汽压力仍然维持在额定0.6 MPa，调速杆抖动会加剧从而发生跳停。

原因为超速调节器油杯总成设定值偏小。通过调大小汽轮机的超速调节器油杯总成，跳闸设定值应超出额定速度约16%或21%，可排除此类问题。超速调节器油杯总成结构如图2所示。

90—油杯-调节器；91—调节螺丝；92—固定螺丝；93—重锤；94—弹簧；95—衬套-重锤；96—环-固定并保持打开；97—环-固定并保持在外

2.2 油站小汽机汽封泄漏故障分析

引起油站小汽轮机汽封泄漏的原因有以下几方面：碳环磨损或损坏、轴有损伤、碳环积碳或有污垢、碳环固定碳环断裂、分隔板表面有污垢或损坏、迷宫密封的梳齿磨损、排汽压力大。

小汽机发生汽封泄漏后，经检查，碳环、分隔板、迷宫密封、轴这些配件的磨损、损坏、积碳、污垢、断裂等都需要更换新碳环、分隔板、迷宫密封、轴才能解决。排汽压力大需要重新设计填料箱或调整汽轮机轴的扭矩值

2.3 油站小汽机轴承箱含水故障分析

油站小汽机汽封泄漏是造成轴承箱含水的主要原因，其次是轴承箱外侧的迷宫密封梳齿失效起不到密封作用，导致水汽进入轴承箱内，累计后改变润滑油性态，从而影响轴承润滑效果，对设备长周期运行带来极大危害。

3 油站小汽机技术改造方案

3.1 油站小汽机调速系统改造

在小汽机发生调速杆卡涩、抖动并调停后，通过对小汽机调速系统的检查，确定了卡涩原因，对图1所示部位进行除锈、清洗，然后使用高温润滑脂对图1所示部位进行维护，从而消除调速系统卡涩现象。

3.2 在线排油及可视油窗系统改造

在油站小汽轮机驱动端的轴承箱卸油口及伍德华德油压调速器的疏水口分别安装可视油杯。小汽轮机驱动端和非驱动端轴承箱内加满油后正常投用，打开可视油杯的根部阀门，润滑油会进入可视油杯进行油水分离，如图3、图4所示。

图3 可视油杯结构示意图

在线排油及可视油窗系统主要由等径三通、球阀、可视油杯等部分组成，可视油杯安装在轴承箱最低位置水平面一下，从而可以使进入轴承箱内的水汽因自身密度作用通过球阀进入可视油杯内，当操作人员发现可视油杯内有分层现象，即可判断轴承箱内有带水现象，可通过可视油杯上下阀门的配合来进行排水操作。可视油杯系统结构图及部件表如图3和表2所示。

表2 可视油窗系统材料表

3.3 氮封吹扫系统改造

在靠近蒸汽侧的轴承上盖，梳齿密封上半环最高点，中间位置钻4 mm通孔（钻透梳齿密封环）。通入0.2～0.3 MPa氮气，阻隔蒸汽进入轴承箱。氮气管路设计施工，按“仪表风工艺管路安装规则”，配置相关管路及连接件。现场氮气压力0.7 MPa，建议用孔板调压方案，将进轴承箱氮气压力调到0.2～0.3 MPa。具体器件规格材料，前后轴承箱蜗壳方向、油封位置上开孔，连接管路，注入适量密封气，使轴承箱带有微正压，阻止蒸汽窜入轴承箱，详见图4、图5。

图4 氮封系统示意图

图5 氮封吹扫点内部位置示意图

氮封吹扫系统主要由管路、减压阀、压力表等部分组成，其系统结构图及部件表如图6和表3 所示。

图6 氮封吹扫系统结构示意图

表3 氮封吹扫系统部件表

4 油站小汽机技术改造效果分析

4.1 油站小汽机调速系统改造效果分析

通过对小汽机调速系统涂抹高温润滑脂进行调速杆等有摩擦部位的保护，确保了各部件之间的润滑效果，在2021年11月份对调速系统进行高温润滑脂保护后，连续运行5个月为发生过调速杆卡涩现象，调速杆等部位润滑效果良好。

4.2 在线排油及可视油窗系统改造效果分析

利用水的密度作用，将进入轴承箱的水分通过可视油窗短管和阀门引入可视油窗内，再利用可视油窗前后球阀进行配合排水操作，从而保证了小汽机即使发生了有水分进入轴承箱内，也可以快速、安全地将水分排除。同时可视油窗系统的改造，也使得小汽机轴承箱在线置换润滑油成为可能，一旦发生润滑油油质不合格等现象，需要置换润滑油，可以通过可视油窗系统在线置换润滑油，不但避免了切换油泵带来的机组联锁停机风险，而且也避免了停机更换润滑油带来的大量小汽机启停机操作工作，减少了员工操作的工作量。

4.3 氮封吹扫系统改造效果分析

氮封吹扫系统按以上流程改造后，通过新增氮封系统，可以将一定压力的氮气进入梳齿密封从而阻止水汽通过梳齿密封进入轴承箱，从根本上避免轴承箱润滑油带水问题，同时结合之前增加的可视油窗系统，进一步从根本上保证杜绝轴承箱润滑油带水问题。

5 结 论

1）小汽机的运行状态直接影响离心机组的运行稳定和运行安全，小汽机调速系统运行不稳定现象发生较为普遍，解决小汽机的调速系统不稳定现象要从部件保护、消除外部因素以及合理调整调速杆力矩等多方面因素着手。要做好关键部位的润滑防护，合理调整小汽机进出口压差，必要时适当调整调速杆力矩，避免调速杆抖动问题。

2）油站小汽机轴承箱带水问题，在装置运行初期对离心机组的稳定运行带来了较大障碍，操作人员不得不花费大量人力物力进行小汽机切机、停机、启机操作，然而小汽机的启、停、切操作也同样存在导致离心机组联锁停机的风险，进行小汽机汽封更换的工作，不但需要时间较长，而且维修期间辅助油泵只能单机运行，同样存在运行风险。可视油窗系统的改造，可以使小汽机轴承箱内部含水的现象更容易被察觉，同时排水、换油操作更为便捷，无需切机、停机操作，降低了操作风险，减少了劳动强度。

3）油站小汽机的氮封吹扫系统改造与离心机系统的氮封系统类似，通过新增氮封系统，将一定压力的氮气进入梳齿密封从而阻止水汽通过梳齿密封进入轴承箱，从根本上避免轴承箱润滑油带水问题。加之可视油窗系统的改造，可以使小汽机稳定运行更加有保障。

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Technical Transformation and Analysis of Small Steam Turbine in Centrifugal Oil Station of Diesel Hydrocracking Unit

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（Zhejiang Petrochemical Co., Ltd., Zhoushan Zhejiang 316000, China）

The centrifugal compressor unit of 3.5 Mt·a-1diesel hydrocracking unit newly built by Zhejiang Petrochemical Co., Ltd. is the key equipment of the unit. The centrifugal unit includes centrifuge, steam turbine, condensing system and lubricating oil system. The lubricating oil system includes lubricating oil tank, oil pump, pipeline, high-level oil tank and corresponding instrument equipment. The system provides stable lubricating oil that meets a certain pressure for centrifuge and steam turbine, There are two lubricating oil pumps, one small steam turbine and one screw pump. In this paper, the problems occurred in the operation of small steam turbine and the technical transformation of small steam turbine from June 2021 to March 2022 were introduced, and the transformation effect of small steam turbine was analyzed, so as to lay foundation and provide basis for stable operation of small steam turbine in the later stage.

Diesel hydrocracking; Centrifuge; Service station; Turbine

2022-04-11

于洋洋（1986-），男，辽宁省盘锦市人，工程师， 2010年毕业于东北石油大学过程装备与控制工程专业，研究方向：设备管理。

TK267

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1004-0935（2023）01-0069-04