氨气压缩机无氨情况的应对与处理

　　中国石油化工股份有限公司安庆分公司化肥部净化装置低温甲醇洗单元的氨冰机为离心式压缩机组，由沈阳汽轮机机械股份有限公司制造，型号MCL807+2MCL807，其作用是将低温甲醇洗单元氨冷器和空分装置氨冷器蒸发的4℃气氨以及甲醇洗单元氨冷器蒸发的-40℃气氨进行压缩，把低压气氨提高到冷凝压力，从而为低温甲醇洗单元和空分装置提供冷量。来自低温甲醇洗单元氨冷器的-40℃、绝压（下同）为0.063 MPa的气氨以及来自甲醇洗单元氨冷器、空分装置氨冷器的4℃、0.417 MPa的气氨分别进入氨冰机一段和二段，经三段压缩到1.912 MPa、125.7℃，再经高压缸出口防喘振冷却器冷却后，一路经换热器冷凝成液氨，送氨受槽，为低温甲醇洗单元和空分装置提供液氨作为蒸发剂；另一路经压缩机一、二段防喘振阀控制，分别回流到一段入口分离器和二段入口分离器。氨冰机由杭州汽轮机股份有限公司生产的NKS40 ／ 45 ／ 20型中压蒸汽轮机驱动，进汽压力3.9 MPa，温度390℃，流量31.8 t ／ h，正常转速6753 r ／ min，正常功率6788 kW，于2006年6月16日联动试车一次成功。

　　2原设计开车程序存在的问题

　　2.1机组氮气置换

　　将氨冰机同冷冻系统连通在一起进行氮气置换，不仅使氨冰机系统的氮气置换时间延长，耽误开车进度，更为重要的是在置换时容易将冷冻系统内残留的液体及杂质（如铵盐等）带入压缩机缸体内，对压缩机的干气密封运行产生不良影响，甚至损坏密封部件。

　　2.2机组引氨开车

　　氨冰机经过气氨置换以及一段入口分离器、二段入口分离器建立正常液位，在此状态下机组启动。由于压缩机系统内充满气氨以及分离器内存有液氨，低速暖机阶段时就会形成液氨蒸发，使一段出口压力高、二段入口压力高，甚至压力变送器超量程（0～0.6MPa）而无显示。这样就会在级间形成气阻，使二段入口不畅，而三段出口压力偏低，流量少，造成气流不稳甚至喘振。为降低一段进出口压力须通过一段入口分离器、二段入口分离器顶部DN50 mm放空阀持续排放，不仅使开车能耗增大，也造成了环境污染，延长了开车时间。

　　由于一段出口压力高造成低压缸一级密封气与平衡管参比气压差低，甚至引起联锁动作跳车。压缩机一、二段防喘振控制系统均采用四参数调节，即采用各段的入口压力、温度、流量和三段出口压力的控制方案，由于一段出口压力高而三段出口压力低，三段出口的防喘振回流量少，运行参数大大偏离正常值，运行工况点严重偏离正常范围。三段出口的气氨压力低，冷凝温度低，水冷器无法将其冷凝，只能通过氨受槽压力调节阀放空，进一步造成开车时液氨的消耗增大。至此，机组低速暖机受阻，无法正常开车。

　　3无氨工况下微正压氮气的开车

　　3.1压缩机系统的准备

　　为避免机组开车时出现上述问题，开车前将机组同系统隔离，即一、二段入口阀全关，三段出口阀关闭，压缩机一段入口调节阀、二段入口截止阀全开，压缩机一、二段防喘振阀置手动位置全开，其前后截止阀开，一段防喘振阀的旁路阀保留几扣的开度。无需将气氨引入缸体内，一、二段入口分离器喷氨阀关闭，一、二段入口分离器也不需建立液位，入口分离器内无液氨，压缩机缸体倒淋和一、二段入口分离器顶部DN50 mm放空阀开，利用干气密封系统漏入压缩机缸体内的氮气（低压缸160 m 3／ h，高压缸100 m 3／ h）对压缩机系统进行氮气置换并分析合格。因氮气组分重，采用缸内介质为微正压氮气启动机组，控制压力在0.11MPa，保证机组不超温超压以及负荷过重。

　　3.2无氨工况下微正压氮气的开车

　　机组启动冲转后，按升速曲线进行升速。过临界转速前若一段进口压力低于0.1MPa，可稍喷氨；过临界转速后根据一段入口压力，一、二段入口可适当喷氨以维持入口压力和流量，降低进口温度。同时通过压缩机缸体倒淋和分离器顶部DN50 mm放空阀排放，对氨冰机进行气氨置换。启动过程中为防止低压缸出口压力高，控制喷氨量，达到一段出口表压力不大于0.3 MPa。转速到达下限转速5235r ／ min后，在DCS上将转速切至远程控制。通过多次、小量不间断地交替升转速、增加入口喷氨量以及不断关小防喘振阀，来降低一段进口温度和压力，提高压缩机出口压力，闯过出口冷凝关，这个过程要一气呵成。喷氨阀的开度控制在一段入口压力不大于0.1 MPa，一段入口分离器无液位。当三段出口压力大于氨受槽气相压力时，缓慢开启出口大阀，建立气氨的冷凝蒸发循环。当转速升至6400～6500r ／ min，一段入口温度降到-20～-30℃以下时，机组维持防喘振运行。随着各氨冷器的投用，气氨蒸发量增大，缓慢打开一、二段入口大阀，适当增加转速，调整防喘振阀开度及喷氨量，使各工艺参数维持在正常范围。

　　3.3无氨工况下微正压氮气开车优点

　　1）采用微正压氮气无氨开车，降低了开车时氨的大量消耗，改善了环境。

　　2）由于微正压无氨工况下的开车过程顺畅、紧凑，节省了开车时间，从暖管开始到工况正常，前后只需2.5～3h。

　　3）由于开车时一、二段入口分离器不建立液位，运行中将分离器液位控制在0，取消了屏蔽泵，降低了运行能耗及维护费用。

　　4开车时应注意的问题

　　1）机组采用微正压氮气开车时，由于吸入流量和排出流量都很低，一段入口分离器出口单向阀工作不稳定，通过预先将一段防喘振阀的旁路阀开启几扣，以增大回流气量，消除单向阀工作不稳定现象。开车过程中当一段入口压力低于0.1MPa，应及时将一段入口分离器顶部DN50 mm放空阀关闭，以防止空气吸入。

　　2）在关一段防喘振阀提压时，注意现场与总控配合，根据防喘振工况点，先缓慢关小其旁路阀，待基本全关后再从DCS上调整一段防喘振阀的开度。操作喷氨阀时开度不能过大、过快，以防止入口分离器带液。

　　3）机组在非装置大修结束后等原始工况下开车时，由于一、二段入口分离器及管道内存有少量液氨，同时各工艺氨冷器内也存有液氨，这种状态下开车时，机组过临界转速后应根据一、二段进出口压力、温度及运行工况点，根据具体工况减小喷氨量或停止喷氨，待入口分离器及管道内存的液氨蒸发完再进行喷氨，避免入口分离器带液和出口超压。

　　4）机组在停（跳）车后不久就要恢复开车的状况下，停（跳）车后首先将机组从冷冻系统切出，打开一、二段入口分离器顶部DN50 mm放空阀和压缩机缸体倒淋泄压。冬季由于循环水温度低，为减少冷却器中的气氨冷凝，将二、三段出口冷却器循环水进出口阀关闭。开车升速过临界后，如果一、二段入口压力上涨过快，应尽量拉长一、二段入口分离器放空蒸发时间，待压力稳定后再升速到下限转速。

　　5）一、二段入口分离器带液时，要减少喷氨阀的开度，及时调整各氨冷器的液位。

　　6）冰机降负荷停车时应尽量将各氨冷器内液氨及压缩机入口分离器内液氨蒸发尽，然后逐渐开大防喘振阀、减小喷氨量，再逐渐降转速，相互交替进行，直到下限转速停车，为下次开车作好准备。

　　5小结

　　综上所述，通过试车、开车，不断积累经验，修改操作规程，解决了深冷冰机操作难度大的问题。

　　采用微正压氮气无氨工况开车20余次，均实现一次开车成功，累计安全运行12293.487 h，节约氨耗约100 t，减少了环境污染，经济效益、社会效益十分明显。