| 焦爐氣離心壓縮機出口壓力偏離問題案例分析 |
| 信息來源： admin | 2021-11-25 點擊量： 6073 |
摘要：某焦爐氣壓縮機負荷運行一年多，發(fā)現(xiàn)壓縮機出口壓力無法提升，性能不達標問題。文章針對此問題，分析問題原因，研究解決方案，非常終形成一套案例分析。IvI壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
設計參數(shù)：本機組汽輪機驅(qū)動，壓縮機設計低、高壓缸，低壓缸二段6級，高壓缸二段8級，低壓缸二回一防喘振，高壓缸四回三防喘振。設計正常工況轉(zhuǎn)速9418rpm，一段進氣流量63200Nm3/h，進氣壓力5.5bar，進氣溫度40℃，一段出口壓力8.18bar，出口溫度80.5℃；二段進氣壓力7.93bar，進氣溫度40℃，二段出口11.46bar，出口溫度77.6℃；三段進氣流量63200Nm3/h，進口壓力11.22bar，進氣溫度40℃，三段出口壓力20.48bar，出口溫度105.8℃；四段進口壓力20.24bar，進氣溫度40℃，四段出口壓力36bar，出口溫度107℃。
1問題描述
機組負荷運行一年多，發(fā)現(xiàn)低壓缸在防喘振閥門開啟狀態(tài)下，出口壓力超設計值；而高壓缸在防喘振閥門微開狀態(tài)下，非常終出口壓力逐漸降低，此時機組沒有降低負荷運行。數(shù)據(jù)如下：一段進口流量66600Nm3/h，二回一開度40％，進氣壓力
5.71bar，進氣溫度25℃，一段出口壓力8.9bar，出口溫度71℃；二段進氣壓力8.87bar，進氣溫度24℃，二段出口13bar，出口溫度67℃；三段進氣流量48000Nm3/h，四回三防喘振開度2.5％，進口壓力12.9bar，進氣溫度25℃，三段出口壓力22.13bar，出口溫度104℃；四段進口壓力22.1bar，進氣溫度25℃，四段出口壓力17.7bar，出口溫度95℃。此時汽輪機主氣閥門全開。由于出口不達標，影響下游負荷生產(chǎn)。
2排查方向
?。?）排查機組儀表情況，是否具備合格的使用條件。排查控制系統(tǒng)顯示是否準確無誤。
?。?）排查機組前期運行趨勢，對比趨勢查找原因。
?。?）排查機組設計選型是否存在問題。氣動核算，對比理論核算出口條件與實際運行出口條件。
（4）排查氣源組分情況；工藝管線是否存在泄漏問題；工藝管線閥門是否發(fā)生泄漏（重點防喘振閥門及其旁路閥門）；下游管網(wǎng)背壓是否達標。
3原因分析
?。?）排查氣管路上壓力變送器及差壓變送器等儀表，儀表管線沒有漏點，安裝上不存在問題，校對相關儀表具備合格的使用條件?？刂葡到y(tǒng)編程、組態(tài)不存在問題，可以確保畫面顯示數(shù)值正確。相關儀表電纜接線、通訊正常，沒有短接及虛接現(xiàn)象。故排除儀表原因引起控制畫面顯示數(shù)值不準確。
?。?）機組初次負荷運行，此時由于下游負荷需求低，二回一防喘振閥門開度20％，四回三防喘振閥門開度20％，高壓缸非常終出口壓力29bar。由于防喘振閥門處于開啟狀態(tài)，故非常終出口壓力未達到設計要求。
?、儇摵蛇\行6個月數(shù)據(jù)，一段進口壓力5.72bar，氣量59700Nm3/h，分子量接近設計值，一段進氣溫度30℃；二段出口13.32bar，二回一防喘振閥門13％；三段進氣壓力13.25bar，三段氣量51500Nm3/h，分子量接近設計值，三段進氣溫度28℃；四段進氣壓力22.3bar，四段進氣溫度27.5℃；四段出口壓力26.7bar，四段出口溫度101.5℃，四回三防喘振閥門關閉。由此次運行數(shù)據(jù)可以看出：汽輪機主氣閥門全開，蒸汽條件在要求范圍，低壓缸壓比超出設計值，繼續(xù)關閉低壓缸防喘振閥門，低壓缸出口壓力繼續(xù)提升；而高壓缸壓比低于設計值較多，此時高壓缸防喘振閥門已完全關閉。
?、谪摵蛇\行1年數(shù)據(jù)，一段進口壓力5.58bar，氣量60300Nm3/h，分子量接近設計值，一段進氣溫度29℃；二段出口12bar，二回一防喘振閥門36％；三段進氣壓力12.1bar，三段氣量48900Nm3/h，分子量接近設計值，三段進氣溫度24.5℃；四段進氣壓力19.5bar，四段進氣溫度24.6℃；四段出口壓力15.9bar，四段出口溫度95℃，四回三防喘振閥門開度10％。由此次運行數(shù)據(jù)可以看出：開啟低壓缸防喘振閥門，二段出口壓調(diào)整至接近設計值；而高壓缸出口壓力仍無法提升，四段出口壓力甚至小于四段進口壓力。
根據(jù)上述運行趨勢，初步懷疑：壓縮機設計選型存在問題、高壓缸工藝管線發(fā)生泄漏、高壓缸防喘振閥門及旁路發(fā)生泄漏、下游管網(wǎng)背壓存在問題、壓縮機缸體內(nèi)或管線存在堵塞現(xiàn)象，具體原因需要深入分析。
?、酆怂銠C組設計選型上不存在問題，滿足設計規(guī)范及使用要求；同型號機組調(diào)閱其他現(xiàn)場使用情況，性能情況良好，故排除機組設計選型上的問題造成機組性能不達標。選取近期運行參數(shù)，根據(jù)實際運行進口條件理論核算，核算低壓缸出口數(shù)值及高壓缸出口數(shù)值均偏離畫面顯示值，即低壓缸出口壓力高于理論核算值，高壓缸出口壓力低于理論核算值。
④檢查提供給壓縮機的實際氣源組分，發(fā)現(xiàn)氣源較臟，含有大量焦油、粉塵等?，F(xiàn)場檢查工藝管線無明顯泄漏現(xiàn)象，工藝閥門閥后使用測溫槍測量，均沒有較高的問溫度（閥門泄漏，閥后管線存在一定溫度），暫且可以排除工藝管線泄漏及閥門泄漏問題。檢查下游工藝一切正常，機組正在運行，無法定性判斷下游管網(wǎng)是否存在問題。
4改進方案
機組進行閉式循環(huán)，檢驗壓縮機性能，首先降低機組負荷，關閉高壓缸出口閥門，低、高防喘振閥門全開。其次通過關閉防喘振閥門，先建立低壓缸壓比至設計條件，然后建立高壓缸壓比至設計條件。
?。?）非常終壓縮機組出口壓力可以達標，說明機組本體性能不存在問題，機組停機排查高壓缸四段管線及設備是否存在堵塞情況，確認工藝閥門是否存在泄漏，下游管網(wǎng)背壓是否達標。
?。?）非常終壓縮機組性能仍不達標，機組停機拆檢，查缸內(nèi)葉輪、隔板等情況，如發(fā)生損壞返廠維修更換；如葉輪、隔板流道是否發(fā)生堵塞問題，即刻清洗、復查、回裝。
5改進效果
機組經(jīng)閉式循環(huán)檢驗發(fā)現(xiàn)性能仍不達標，故可以判斷高壓缸內(nèi)部存在問題，即刻停機拆檢發(fā)現(xiàn)：葉輪、隔板流道內(nèi)存在大面積堵塞現(xiàn)象，由此問題原因已判定。按計劃對高壓缸進行清洗、復查、回裝。再次啟車，機組可以在設計工況下穩(wěn)定運行。
6結(jié)語
本機組性能不達標問題原因：由于介質(zhì)氣臟，導致高壓缸葉輪及隔板流道內(nèi)發(fā)生堵塞問題，此時相關于增加低壓缸管網(wǎng)背壓，導致低壓缸在防喘振閥門開啟狀態(tài)下出口壓力已超設計值；同時由于高壓缸內(nèi)發(fā)生堵塞問題，導致高壓缸出口壓力不達標。
本機組介質(zhì)氣為焦爐氣，提供給壓縮機的氣源不純凈，其中焦油、粉塵等附著在葉輪及隔板流道內(nèi)，不斷積累非常終造成流道堵塞，導致機組性能降低，今后負荷投產(chǎn)過程中確保提供給壓縮機的氣源純凈。
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