丙烯压缩机故障分析与整改措施 常 亮 （中海油气（泰州）石化有限公司，江苏泰州 ２２５０００） 摘要：针对丙烯压缩机润滑油油压差降低联锁停机问题，根据压缩机的工作环境和内部结构进行相应的整改，降低损耗，保证设备 长周期稳定运行。 关键词：压缩机；迷宫密封；刮油环；润滑油 中图分类＂￣：ＴＱ０５１ ０引言 文献标识码：Ｂ Ｄ ＯＩ：１０．１６６２１／ｊ．ｅｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００１—０５９９．２０１８．０３．４１ 在飞轮侧有轴封，可防止油和工艺气体泄漏到环境中。润滑油泵 可由曲轴直接驱动，将润滑油从油箱输到所有轴承。 连杆把曲轴的旋转运动转变为往复运动，由十字头、导向轴 中国石化某公司ｌ４万 聚丙烯车间丙烯压缩机ＰＫ３０１ 是迷宫密封活塞式压缩机，是国产化的第一套丙烯循环气压缩 机。由无锡压缩机有限公司生产，型号ＺＷ一２８．３３／０．５—１９，位号 ＰＫ３０１Ａ／Ｂ，一用一备，技术参数见表１。主要工作介质为含有少 量ＴＥＡＬ和烃类的丙烯混合气。在聚合工艺中，ＰＫ３０１压缩来自 Ｆ３０１的丙烯混合气，提高压力返回聚丙烯高压洗涤塔Ｔ３０１进 承带动活塞杆上下运动。导向轴承顶部的刮油环可防止中间体 进油（图１）。活塞杆刮油环流出的润滑油流经曲轴箱孔后流回 油箱，活塞杆上部装有一挡油环，用来阻挡泄漏的润滑油。 压缩机气缸 与活塞间、活塞 行循环利用，是聚丙烯节能降耗的关键所在，压缩机的正常运行 是装置降低运行成本的保障之一。 ＰＫ３０１Ａ／Ｂ自首次开工运行以来，经常出现曲轴箱油位消耗 杆与密封填料间 均采用非接触式 迷宫密封，不仅 排气无油，而且 气缸内不产生任 何粉尘磨屑，对 数据 １ ２ 快、中体带液和润滑油粘度下降、油压差降低现象，导致设备经 常性停车和更换润滑油（高熔脂几乎一天一换），严重影响装置 的正常生产，造成丙烯无法回收利用。 表１ 丙烯压缩机操作与技术数据 项目 级数 吸入压力／ＭＰａ 吸人温度／℃ 压缩介质无任何 污染。由于无活 塞环，压缩机对 ０．０５ ４５ ０．５２ １ｌＯ 介质中含有的少 量固体颗粒物不 敏感。另外，从活 排出温度 排出压力／ＭＰａ 电机功率／ｋＷ 活塞排气量／（ｍ３／ｈ） ｌ１０ ０．５２ ４ｏｏ ３５９７．９ １６ ４２０９ １６０ ９５．４ １．８ 塞杆密封泄漏的 气体通过外部管 线，又被输送回 一７８３ ４ ４２０９ 图１迷宫压缩机原理 排气阀数量／个 质量流量／（ｋ ，ｈ） 润滑油量／Ｌ 活塞材料 级入口。ＰＫ３０１共有气阀２０只，其中一级入口８只，一级 口 ８只，二级出人口各２只，人口气阀都有顶阀器，可控制压缩机流 量为３挡，分别为Ｏ％，５０％，１００％。同时，压缩机二级出口有一个 铸铁＋铝合金 ７５０ 旁路，出口气体中有２５％的流量经旁路控制阀和旁路冷却器后 返回一级缓冲罐入口，实现流量７５％～１００％的连续调节。 ２设备及工艺流程 转速／（ｒ／ｍｉｎ） １设备概况 丙烯压缩机附属设备包括入口过滤器、一级入口缓冲罐 Ｄ３０７、一级出口缓冲罐Ｄ３０８、级问冷却器Ｅ３０６、二级入口缓冲 罐Ｄ３０９、二级出口缓冲罐Ｄ３１０、相应阀门、管线及控制系统。Ｔ 艺流程（图２）：丙烯混合气经Ｆ３０２过滤后进入Ｔ３０２，通过Ｔ３０２ 中的洗涤油洗涤掉丙烯中的ＴＥＡＬ后进入Ｄ３０４，通过Ｄ３０４的 丝网除沫器分离掉丙烯中的烃油，然后经过压缩机进口过滤器 压缩机型号ＺＷ一２８．３３／０．５—１９，主机属于气压密封迷宫式 活塞压缩机，需经２级压缩至所需的压力。活塞无油润滑，并不 接触气缸。曲轴传动装置润滑使用长城Ｌ—ＤＡＢ １５０润滑油。压 缩机上的压力表可测出工艺气体压力。 从压缩机到电机的不均匀载荷通过飞轮的旋转质量补偿， 田设备管理与维修２０１８№３（上） 技术 造 进入Ｄ３０７，经二级压缩后进人Ｔ３０１，通过ＰＩＣ３４１控制压缩机 人口压力。 雾无法及时排出，通过中间体串人到曲轴箱，污染并稀释润滑 油，使得润滑油运动黏度降低，油压差下降，被迫停机换油。另 外，烃油稀释润滑油，造成润滑油在润滑部件处形成不了油膜， 对运动件（轴瓦、十字头等）也会造成巨大损坏。 ５整改措施 （１）更换刮油环，改善刮油效果，同时在导向轴承上增加２ Ｄ 个 ８ ｍｍ回油孔，确保活塞杆从曲轴箱中带出的润滑油及时 通过回油孔进入回线，返回至曲轴箱。在活塞杆填料密封处 增加了２个刮油环，并且在中间体侧盖底部加３条排，并保 持小开度连续性排油，使活塞杆带进中体的润滑油和气缸中窜 过来的泄露工艺气体中所含烃类凝结油，都能通过中间体排放 图２ ＰＫ３０１机组流程 线及时排走。 改造后，机组运行一段时间，停机检查中间体没有积油，说 明刮油环更换后，刮油效果有了明显好转；润滑油位几乎没有下 ３故障现象 （１）正常生产中，ＰＫ３０１各参数运行正常，曲轴箱润滑油油 降，说明润滑油回油量有足够保证。 （２）刮油环和中体排线改造后，曲轴箱润滑油油位得以 保证，但是在生产高熔指产品时仍会出现润滑油油压差快速降 低的问题。为解决Ｃ５＋成分多的问题，把聚合反应的密度从 ５６０ ｋｇ／ｍ 提到５７０ ｋｇ／ｍ 。分析数据显示，压缩组分的丙烯含量 提高，Ｃ５＋的组分有所减少，但对润滑油使用工况改善的效果不 明显。 位下降迅速，几天就到达红线ｌ／３以下。拆机检查，发现中间体 带液较严重。 （２）每次生产高熔融指数产品Ｚ３０Ｓ（２２ ２８）ｒ￣１ｏ ｍｉｎ，压缩机 润滑油压从０．４５ ＭＰａ下降到０．２ ＭＰａ（油压低报联锁值）仅用１ｄ 时间，润滑油油压差下降超快，停机检查曲轴箱发现油位上涨了 ｌ／３，分析曲轴箱内的润滑油（长城Ｌ—ＤＡＢ １５０）结果显示运动黏 度从１５０ ｍｍ２／ｓ下降到３９ ｍｍ２／ｓ，润滑油含有烃油成分。 ４原因分析 （３）为解决润滑油黏度降低的问题，公司各相关部门联合检 查，共同出谋划策对该机组进行了多处改造：①在中体侧盖底部 加排，排走进入中体的烃油；②在填料密封处，加刮油环，并 引管线把刮下的油排走；③在生产方面，调整聚合反应密度，减 少碳五以上物资（Ｃ５＋）的产生；④缩短压缩气洗涤塔Ｔ３０２的洗 ４．１活塞杆刮油环运行效果差 机组在运行过程中，十字头和导向轴承带动活塞杆做往复 运动，曲轴箱中的润滑油附着在活塞杆上，导向轴承顶部的刮油 环可防止活塞杆带油中间体。活塞杆上部装有一挡油环，作为阻 挡从刮油环泄漏出的少量润滑油的最后屏障。活塞杆刮油环刮 出的润滑油大部分流经曲轴箱孔后流回油箱，少量的油通过加 涤油更换周期，提高洗涤效果；⑤把活塞的迷宫密封填料改接触 式密封填料，以减少压缩腔的烃油进入曲轴箱；⑥使用其他的抗 稀释能力更好的压缩机油。前４项改造都没有取得突破性的进 强筋通到导向轴承中部油槽中，但由于导向轴承和活塞杆的精 密配合，使润滑油很难顺畅地通过导向轴承回流到曲轴箱中，容 易造成刮油室内积存过多的润滑油，一旦积存的润滑油位高到 能浸泡全部刮油环时，刮油环的刮油作用就基本丧失，刮油室内 的润滑油将漫出刮油腔而进入到中体。刮油环示意见图３。 展，将ＰＫ３０１Ｂ活塞的迷宫密封填料改接触式密封填料，以减少 压缩腔的烃油进入曲轴箱，密封填料改造后，丙烯压缩机组运行 温度稍有上升，采取降低吹扫丙烯气温度的方法，机组运行温度 正常。改造后，ＰＫ３０１Ｂ在生产高熔指Ｚ３０Ｓ时运行换油时间延 长至超过５ ｄ，生产其他较低熔指牌号的产品时，能长期运行。 因此得出，（１）机组内部刮油环安装质量差，刮油效果不理 想；（２）导向轴承回油孔孔径较小且数量少，导致润滑油没有回流 到曲轴箱，长期运行，曲轴箱中油位下降迅速，润滑油都随着活塞 杆窜至中间体，曲轴箱油位低，中间体拆开有大量润滑油的现象。 ４．２丙烯中的烃油和油雾串入曲轴箱 在生产高熔融指数产品时，润滑油运动黏度下降超迅速。压 但在生产过程中，存在一个负面影响，由于接触式密封在长期运 行中摩擦有损耗，会有一些黑色石墨粉进人工艺气体中，对气阀 造成损害，至于黑色石墨粉对产品质量的影响，暂在生产中还没 有体现出来。而后，ＰＫ３０１Ａ更换使用美孚格高超级合成润滑 油，油压差一直保持０．８３ ＭＰａ左右，运行１４ ｄ，生产Ｖ３０Ｇ，油 压差几乎没有变化。与使用长城Ｌ—ＤＡＢ１５０时相比，长周期运 缩工艺气体中含有大量的烃 组分，且Ｃ５＋（Ｃ５以上的组分） 行得到更好的保障。 ６结语 组分比其它公司的高，此类成 分在丙烯原料中不存在，可以 肯定为聚合反应中产生。 Ｃ５＋（Ｃ５以上的组分）组分，在 压缩机中间压力和温度工况 下（０．５ ＭＰａ，４Ｏ ｏＣ），形成 液态烃油，丙烯中的烃油和油 丙烯压缩机ＰＫ３０１是聚丙烯装置聚合物低压脱气回收单 元的关键设备，需保证机组安全、平稳、长周期运行。通过一年时 间对ＰＫ３０１进行了多项整改措施，发现更改接触式填料密封和 更换抗稀释性能力强的合成油具有良好的效果。实践证明。采取 以上两项措施后，压缩机更换润滑油的次数大大减少，为确保装 图３刮油环示意图 置安全平稳长周期运行做出了较大贡献。 ［编辑李波］ 设置誓理与维奠２０１８ Ｎｏ３（ｔ－）田
