合成氨装置试用中存在的现象及对策

　　中国成达工程公司为我公司设计的日产600 t合成氨装置优化节能技改工程，除脱碳水力透平从日本进口外，其余设备均由国内制造。该装置是国内继川化股份有限公司和新疆泽普塔西南化肥厂后的第3套以天然气为原料年产200 kt的合成氨装置，但氨合成工艺又与前两套迥然不同，前两套装置本身能为合成气压缩机和冷冻氨压缩机提供动力所需的高压蒸汽，而我公司装置受工艺条件限制不能提供动力蒸汽，因而只能考虑采用电驱动压缩机。

　　氨压缩机是将闭路循环的气氨压缩后，经冷却水冷凝成液氨，以作为氨合成反应气中的气氨冷凝成液氨的冷量，是合成氨装置中的关键设备之一。国内年产200 kt以上合成氨装置中尚无采用电驱动的氨压缩机。受安装位置所限，如选用螺杆式压缩机会因噪声过大达不到环保要求，如选用离心式压缩机则为了满足不同开车负荷对其提出了新的要求：一方面装置负荷不同，合成所需冷量不同，亦即要求氨压缩机制冷量可调节，因此其转速要求可调节；另一方面氨压缩后必须达到一定压力才能被循环水冷却成液氨，亦即氨压缩机的*低转速受到一定限制，离心式压缩机的特点决定了压缩机流量必须高于*小流量，否则，压缩机会发生喘振。经反复论证，认为通过采取相应措施，选用电动离心式压缩机既能满足要求又稳定可靠，并能适合该工况要求。

　　1技术参数氨压缩机的轴功率为2 446 kW，转速为12 422 r/ min，**临界转速4 303 r/ min，第二临界转速16 839 r/ min.

　　2工作原理及结构特点压缩机为一缸三段，一、二段由三级叶轮组成，三段由两级叶轮组成。压缩机、变速器、液力偶合器、电动机间由膜片联轴器联接，安装在同一钢底座上，机组布置如所示。

　　整个机组靠润滑联合油站供油，压缩机的轴端采用干气密封，电动机为3 000 kW的同步防爆电机，型号YAKS710 2，输出转速为2 988 r/ min，同步电机通过叠片挠性联轴器与液力偶合器相联。液力偶合器通过勺管实现对其输出转速的无级调节，使电机的功率通过液力偶合器泵轮和涡轮之间工作油的循环流动平稳而无冲击地传给变速器。偶合器与变速器之间仍由叠片挠性联轴器联接。变速器型号35HS，增速比4 375，其齿轮为单斜齿、表面经硬化处理的锻造合金钢磨齿齿轮，润滑方式为润滑油从啮入端喷进的喷油润滑。变速器输出轴亦通过叠片挠性联轴器与压缩机主轴相联，从而实现将电机的功率*终传递给压缩机。

　　3试用中存在的问题及对策该机组自投用至今7个月来，总的说来运行平稳、振动小、噪音低、密封良好、环境清洁、自动化程度高、操作简单，能满足装置各种开车负荷的需要。但由于是首次使用，经验不足，在刚开始投用的4个月中曾因各种原因造成机组联锁跳车或机组故障不能正常使用，被迫停车达7次，造成了较大的经济损失。试用中的问题主要表现在以下几方面。

　　3 1设计缺陷及对策（ 1）液力偶合器供油由主、辅油泵供给，油路为闭路循环，油进入偶合器前设有主、辅滤清器，滤清器后设有油压高低联锁PIAS 21、PIAS 22.原设计油压低于0 1 M Pa时报警，同时自启动辅助油泵；当PIAS 21、PIAS 22高于0 28 MPa时，油压高联锁。但由于主、辅油泵回流阀弹簧错选成0 8 MPa级，无法实现在PIAS 21、PIAS 22达压力高联锁前回流阀自动回流。采取的措施是： 取消PIAS 21、PIAS 22油压高联锁（经制造厂认可） ，保留其油压高报警，增设压缩机转速达12 400 r/ min时的转速高报警装置； 将主、辅油泵回流阀弹簧改为0 4 MPa级，并将回流阀开启压力调至0 38 MPa.

　　（ 2）液力偶合器主、辅油泵设有PIAS 21、PIAS 22压力低于0 1 MPa时的自启动辅助油泵功能，但没有设置PIAS 21、PIAS 22压力恢复至某一正常值后自动停止辅助油泵工作的控制，即便泵出口回流阀打开，由于回流量少于泵的正常流量，加之PIAS 21、PIAS 22后的溢流阀为现场手动，现场距控制室又远，往往造成处理不及时，因此极易使PIAS 21、PIAS 22压力高而联锁停车。

　　（ 3）每一轴承均设有互成90布置的两个测温点，每个测温点都设有温度高联锁。实际运行中曾出现某一测温触点或导线接触不良导致温度错误显示骤然高达800而联锁跳车的情况。采取的措施是将轴承温度由二选一改为二选二，当同一轴承上两个温度同时升高到联锁值时，延时2 s跳车，而当同一轴承上一个温度显示升高到联锁值（另一测温点显示正常）时只发出报警而不联锁，再由人工判定该轴承温度显示是否属实，进而采取相应措施处理。

　　（ 4）轴端干气密封轴承与隔离气间梳齿径向间隙达0 5 mm，且梳齿靠轴承侧未采取任何挡油措施，导致当未通隔离气或所通隔离气量少或压力偏低时，轴承润滑油通过梳齿进入二级密封腔，进而造成二级动、静密封环的损坏。采取的措施是： 将梳齿径向间隙由0 5 mm减小至0 3 mm，同时增设一甩油盘以阻隔轴承润滑油进入梳齿密封环，从而杜绝轴承润滑油进入二级密封腔； 适当加大隔离气流量（从原来的1 2 15 m 3 / h增加至18 20 m 3 / h）。

　　3 2安装、操作问题及对策（ 1）变速器相对简单，当时以为出厂前已做好相关清洗与调试工作，故现场安装时只进行了清洗、换油、找平和对中等工作，未复测轴承与轴的间隙，但投用后却出现轴承温度偏高，高负荷时发生轴承温度高联锁跳车，被迫重新复测轴承与轴的间隙并进行相应的调整。

　　（ 2）在安装液力偶合器和管道以及清洗过程中，因检查不彻底，造成一团清洗抹布残留在油道中，运转一段时间后，抹布被搅烂成毛绒状粘附于管道内壁、油泵进口、管道变径及管道转弯等部位，同时绒毛融入油里导致油泵不打压、滤清器频繁堵塞，不得不经常清洗滤清器滤网。停车后对偶合器及其油路再进行全面清洗。

　　（ 3）干气密封的放空气与装置蒸汽放空总管相连，导致压缩机停用时蒸汽冷凝液倒入干气密封体内，当再次启用压缩机时，干气密封即被损坏。处理办法是将干气密封放空气现场单独高点放空。

　　（ 4）主机润滑油站排污通过地下隐埋管道接至地沟，且由一般阀门控制（既未加铅封，也未挂禁动等警示标识，更未用盲板将管路盲死） ，机组正常运行时，也许是人为或其他原因导致大量油排至地沟，致使油泵无油供给而跳车。采取的措施是将现场所有排油管用盲板盲死，需要时再拆下盲板进行排放。

　　（ 5）压缩机开车时由于未开密封气就将油泵启动，导致轴承润滑油进入干气密封腔，待启动压缩机后即出现干气密封泄漏量过大而报警，从而不得不将压缩机停下进行检修。

　　另外，由于该机组自动化程度高，现场一次仪表有限，加之二次仪表常有误差，为尽量减少此类因素造成的不必要报警与联锁跳车，现场增设了一些必要的一次仪表，如：偶合器油泵出口阀前增设压力表，隔离气入口及隔离气滤清器后各增加1只压力表等，以帮助进一步判定各种运行指标，确保机组正常运行。

　　4结束语针对机组试用过程中出现的问题，我公司组织压缩机制造厂及相应配套供货厂商进行全面分析后，作出上述相应的整改，经反复调试合格后再次投用，至今已连续运行7个月，情况良好，各项技术指标正常。当然，由于该型机组在我公司为**次使用，同行中也没有先例，可能还存在一些不尽合理的地方，有待于今后逐步完善与改进。