Chemical Engineering Design Communications化 工 设 计 通 讯
Coal Cemical Methanol
煤化工与甲醇第45卷第10期
2019年10月
甲醇合成气压缩机透平抽真空负压偏高的原因分析及处理措施
杨清胜
（中天合创能源有限责任公司化工分公司，内蒙古鄂尔多斯 017300）
摘 要：针对中天合创化工分公司2×180万t/a甲醇合成气压缩机透平试车前排气压力过高降不下来的问题，分析了甲醇合成气压缩机透平抽真空负压偏高的原因，阐述了该问题的解决措施，以期为类似装置解决相同的问题提供借鉴。
关键词：压缩机；抽真空负压；泄漏中图分类号：TQ223.121 文献标志码：B 文章编号：1003–90（2019）10–0023–02
Cause Analysis and Treatment Measures for High Vacuum
Negative Pressure of Turbine Syngas Compressor
Yang Qing-sheng
Abstract：The problem of excessive discharge pressure of 2×1.8 million t/a methanol syngas compressor before the test of Zhongtian Hechuang Chemical Branch is analyzed.This paper analyzes the vacuum pressure of vacuum pump for methanol syngas compressor.The reason for the high level is to explain the solution to the problem，in order to provide reference for similar devices to solve the same problem.
Key words：compressor；vacuum negative pressure；leakage中天合创能源有限公司化工分公司的2×180万t/a甲醇装置，采用德国鲁奇（Lurgi）公司专利甲醇合成技术，是目前国内规模最大的煤制甲醇生产装置。甲醇合成气压缩机组是该套装置中重要组成部分，也是目前最大的国产甲醇合成气压缩机组，其设备主要包括沈鼓集团生产的单轴2BCL607离心式压缩机（其额定功率：19 163kW含循环段）、杭汽集团生产的多级冷凝式K50/56型汽轮机（其额定功率：21 080kW，驱动机采用冷凝反动式汽轮机）；因为公司选址在北方缺水地区，汽轮机排汽采用直接空气冷却技术进行冷却，采用杭汽集团生产的211X21A/B/C/D/E射气抽气器作为配套设备，单套透平凝液空冷器换热面积146 812m2。
中天合创化工分公司2×180万t/a甲醇装置中的210系列合成气压缩机组于2016年7月进入调试阶段。在试车前出现压缩机透平排气压力过高降不下去的问题，启动射气抽汽器的真空压力只有40kPa（A），两组主抽气器同时启动也只能达到30kPa（A），超过20kPa（A）的额定排气设计压力值，并且排气压力维持不住，排气温度达到80℃以上。如果机组排气压力、排气温度过高、运行时间过长，轻则会造成排气缸变形，转子中心偏移，设备无法有效运行，重则会造成动静部分摩擦机组进气量增加，导致轴向位移增加，影响到机组投产后的安全运行。
1 甲醇合成气压缩机透平抽真空负压偏高原因分析
根据试车前操作步骤，调试组初步判断启动单组射气抽汽器和两组抽气器真空压力均超标系真空系统出现泄漏的表现。根据道尔顿定律，漏入空气造成空气分压增大，漏入的空气积聚在空冷凝汽器内，影响了凝汽器的换热效果；该种情况投产还会使排汽压力升高后空冷风机转速调整幅度增大，如出现排汽压力突升，整套系统会出现保护动作停机，影响安全生产。因此解决甲醇合成气压缩机透平抽真空负压偏高问题，必须找到真空系统出现泄漏空气的原因。
总结续宏（2008）、黄远江（2012）、彭刚（2014）等学者的研究，在试车前真空系统出现泄漏空气的原因，主要有三个方面：一是空冷机组本身质量问题，如管道、阀门、联箱、膨胀节等存在不严密；二是安装质量问题，如安装工艺粗糙，造成系统不严密；三是相关配套系统设置不科学。2×180万t/a甲醇装置中的210系列合成气压缩机空冷机组体积较大、组成复杂、管道、阀门较多、设备涉及的生产厂家很多，安装工程较为复杂，设计和运行经验不足，这三种情况均有可能出现。为确保项目在规定时间内完成调试和试运行目标，调试组运
收稿日期：2019–09–10作者简介：杨清胜（1968—） ，男，重庆人，高级技工，主要从事甲
醇合成装置技能操作管理工作。
用系统分析方法对可能出现泄漏问题的部位逐一检查和测试，找到所有可能的原因并加以解决。
经分析确立了初步重点检查的内容如下：射气抽气器连接管道工作是否失常；轴封供气系统密封是否不严；大气安全阀是否存在水密封不好漏空气；对真空系统再次进行灌水试验，检查汽轮机排汽管道法兰、热井液、集液箱、疏水膨胀箱等是否存在法兰螺栓松动等泄漏问题。
2 甲醇合成气压缩机透平抽真空负压偏高原因查找及处理 措施
2.1 射气抽气器连接管道检查及处理措施
检查中发现抽气冷却器的排液U型管道至疏水膨胀箱法兰垫片漏水，使得射气抽气器无法正常抽出凝汽器内的凝结气体。立即更换了射气抽气器冷却器排液管道的法兰垫片，使其恢复正常工作，并规范了射气抽气器的启停操作，降低设备启停过程中低压蒸汽对射气抽气器的冲击。
2.2 轴封供气系统密封检查与处理措施
检查发现存在轴封气封量不足的情况，经联系设计院核实，轴封气封压力调节阀PV2104设计缺陷，即使该阀100%全开，也无法达到设计压力0.008MPa。处理措施是将轴封气封压力调节阀PV2104旁路阀（管线安装有节流孔板）全开，轴封气封的压力达到0.008MPa。
2.3 真空系统检查与处理措施
经灌水试验发现透平汽缸疏水法兰、连接疏水膨胀箱管道法兰、热井液位计、集液箱、疏水膨胀箱、射气抽气冷却器、透平排气安全阀等连接管道的多个法兰泄漏点，处理措施是重新密封、紧固。
2.4 初步整改后再测试结果及原因再查找
采取以上整改措施后，调试组再次对合成压缩机组透平做抽真空实验，发现汽轮机排气压力仍在30kPa（A）左右徘徊，虽然排气温度均维持在可控范围内，但整个真空系统中仍存在漏气现象，将对合成压缩机组的安全运行仍有一定的威胁。由于温度维持在可控范围内，说明真空系统管道法兰密封等整改措施有效，排气压力依然过高应该与射气抽气器工作效率不高有密切关系。
2.5 射气抽气器工作效率不高原因检查及处理措施
射汽抽气器主要由工作喷嘴、混合室、扩压管三部分组成。在结构上，工作喷嘴采用了缩放喷嘴的结构形式，这种结构可以在其出口获得超音速汽流。在混合室与扩压管之间还设有一段等截面的喉管，其作用是使工作蒸汽和被抽吸气体充分混合，以减少突然压缩损失和余速动能的损失。为突出射汽抽气器工作过程中的主要特点，将抽气器内流动的工质当
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造的学习对象。
3.4 BERC工艺
Technology and Equipment
工艺与设备第45卷第10期
2019年10月
BERC工艺在应用中不需要添加和酸相关成分，使废油在流程上结合溶剂进行纯度净化时油品保证和反应控制，萃取和离心作为重要流程对废油再生时的物质处理起到控制作用，废油通过溶剂精制和馏分提取实现净化需求，通过再次精制和加氢进行相对科学的基础油提炼，能够被有关公司进行回收后的二次无害应用。4 废润滑油加氢工艺
4.1 废润滑油的预处理
废润滑油中存在杂质使其组成中存在较多颗粒物质，在使用中接触到的车辆保养产品和磨损时能耗产生的杂质，将颗粒物以不同作用将费油效应进行组成上的破坏，通过预处理将颗粒物质从费油中进行提取使油品有所提升，通过二次加热和蒸馏将杂质彻底分离出费油内部，二次加压将颗粒状态进行分布中改变，适当加氢进入预处理后的加氢工艺技术处理。由于杂质会对工艺操作产生阻碍作用和堵塞影响，在预处理中重点将其进行祛除使废油物质组成更加清晰。
4.2 废润滑油加氢
润滑油中的化学物质种类较多，能起到作用和发生变化的元素组成较多，通过加热使肽键或其它连接元素发生变化，会产生大量影响催化活性的难处理焦炭或者污垢，废润滑油需要进行加氢处理后的性质应用变化和元素组成变化，祛除部分杂原子进行催化作用的效应保证。加氢处理是通过使废润滑油成为具备某种纯净物质的精制工艺，以改善油品内的粘稠程度和氧化程度进行杂质祛除，经过分离、加热、加氢等步骤实现工艺中的油品质量改善。5 结语
废油再生对于资源保护和实际应用都有进行生产的意义，国内外的生产大都是依据探索情况进行探索中不断改进，将较为普遍和常见的几种技术进行原理和流程上明确，以流程方法对其具体操作进行安全和技术上的难点分析，对于我国市场内进行更多方法上的开发起到积极作用。
参考文献
[1] 梁扬扬，李金惠，董庆银，等.我国废润滑理和再生利用技术现状[J].环境工程技术学报，2018（3）.[2] 杨茜雯，陈文艺.再生废润滑油工艺[J].应用化工，2017（7）.
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产中，因为介质发生了跑、漏和冒的问题，会形成明火，甚
2.5 精馏过程至会导致爆炸事故的发生，引起人员中毒危害，形成一定程
精馏过程当中的风险源为分离物质、精馏塔等。风险源会度的环境风险。在停车的时候，因为泄压过快或者启动停止导致有毒有害物质发生泄漏，导致严重的环境风险。精馏塔中过程中升温太快，可能会把有毒、有害的气体排到环境当中，的温度高，压力高，同时大多数介质都具有腐蚀性，会因为热导致严重的环境事故。力影响而发生变形，产生泄漏，对自然生态环境产生不良影响。3 结束语物料当中包含挥发性非常强的有毒有害气体，其排放到空气中总而言之，煤化工行业的不断发展给社会带来了非常丰形成环境风险。进入到蒸馏塔当中的物质具有非常高的温度，富的经济效益，可是因为其具有高温、高压、易燃、易爆的压力也是非常大的，同时其还带有腐蚀性，法兰、设备大概等物质属性，具有非常大的安全隐患。企业与社会一定要重视会因为受热产生变形，随之形成泄漏，对环境产生严重的污染。其存在的风险隐患问题，把功能性分析渗透到整个制作工艺物料当中具有能够挥发的有毒气体，这些气体有可能会经由放流程当中，当发现安全隐患问题时，及时进行有针对性的解决，空口排放到空气中，也会形成一定程度的环境风险。如果蒸馏保证其相关设计是合理而可靠的，尤其是在产生危险问题时，装置的操作存在失误，或者产生故障时，就会致使有毒物质泄一定要遵照预期功能作用，规避安全事故的产生。漏，导致严重的环境风险。参考文献
2.6 吸收过程
吸收过程当中最为关键的风险源就是工艺过程中设计到的化学物质与化学装置。这些风险源会导致爆炸的发生，由于有毒物质的泄漏，导致环境风险更为严重。洗冷箱当中的可爆气体发生泄漏，可能会导致爆炸事故的发生。在实际生
[1] 施隋靖，刘瑶.第六十八讲：煤制甲醇工艺中功能安全评估的研究与应用[J].仪器仪表标准化与计量，2018，204（6）：33-37，50.[2] 师泽，张晓卫.煤制甲醇过程的低温余热利用与碳减排工艺探讨[J].花炮科技与市场，2018（1）：47.
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作理想气体处理，并假设工质在抽气器内的流动是一维稳态绝热流动。
根据射气抽气器的工作原理，本装置调试组与设备厂家人员于2016年8月4日至27日，对射气抽气器系统进行了两方面的检查和处理。
（1）对射气抽气器进行了解体检查，主要检查射汽抽气器的工作喷嘴、混合式、扩压管三部分；经实际测量发现其喷嘴长度比设计值偏小3mm，整改措施是在20d内厂家更换配件，对射气抽气器喷嘴增加长度3mm达到设计值，解决了射气抽气器喷嘴做功不足的问题。
（2）检查了启动抽气器和两组主抽气器进出口被抽吸气体真空阀，并展开对这5个真空阀做密封性能试验，发现该抽气真空阀存在严重的泄漏现象；随即展开对抽气真空阀解体检查，发现密封垫圈损坏，缠绕住阀芯，致使该阀无法关闭到位，空气通过启动抽气器抽气真空阀阀芯内部间隙吸入空冷凝汽器系统，导致透平排气压力过高。处理措施是厂家及时更换新的真空阀门，检测其质量达标厂后迅速安装就位。
完成上述措施后，2016年8月29日，调试组对210系列甲醇合成气压缩透平，再次启动射汽抽气器进行抽真空实验，
该汽轮机排气压力达到8kPa（A），排气温度、压力均维持在可控范围内，缩短了开机前的准备时间。3 结论
截止2019年8月，压缩机组运行期间，甲醇合成装置210系列100%高负荷生产运行时，机组的排气压力都比较平稳，排汽缸温度也能维持在正常范围内（＜60℃），一般排气压力维持在＜20kPa（A）左右，系统工作良好。这说明因真空系统出现泄漏空气容易导致甲醇合成气压缩机透平排气压力偏高问题，与空冷机组本身质量、安装质量、相关配套系统设置不科学均有一定关系。调试前发现的这一类问题，采用系统分析方法列出可能出现泄露的各种因素并逐步排查处理，有利于问题的有效解决。
参考文献
[1] 续宏.直接空冷机组真空严密性试验方法及漏空原因分析探讨[J].热力透平，2008，37（2）.[2] 吴立民，张伟江，王云.大型空冷机组真空系统泄漏诊断新技术分析[J].河北电力技术，2012，31（5）.[3] 彭刚.直接空冷机组真空严密性试验方法及漏空原因分析探讨[J].科技创新与应用，2014（14）.
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