Lummus公司分析与乙烯厂压缩机实际情况

Lummu公司裂解气压缩机结焦分析报告与抚顺乙烯厂裂解气压缩机实际运行情况

摘要：ABB Lummus Global 2001 发布的裂解气压缩机分析报告与抚顺乙烯厂GB-201 裂解气压缩机实际生产情况2010的对比。

关键词：Lummus 抚顺乙烯压缩机结焦

1、介绍

Lummus 公司分析：

乙烯裂解气压缩系统在投入运行后被证明有结焦情况，在Lummus 公司的客户记录上50％的工厂会引发结焦在压缩机和冷却器上，几乎所有的裂解气压缩机用户都报告过结焦情况。裂解气压缩机结焦成为压缩机用户计划检修的一个重要的原因。

抚顺乙烯厂用户实际情况：

在2005年4月和2008年8月抚顺乙烯装置计划检修中，都发现裂解压缩机有结焦情况，并进行GB-201注水改造，湿蒸汽清洗。

2、原因

Lummus 公司分析：

裂解气压缩机结焦产生于聚合反应和缩合反应，产生的聚合物会附着在压缩机和冷却器内部表面上。聚合物主要产生于裂解气组分的反应，沉淀物主要来自于碱洗塔塔，沉淀物会影响压缩机迷宫密封。

温度压力停留时间都影响压缩机叶轮的结焦程度。

原料中一些不纯的组分会影响结焦率，原料中含有氧或双烯烃会影响裂解系统的结焦。所以在一些设计相同的工厂，原料的组分不同会引起不同的结焦率。

抚顺乙烯厂用户实际情况：

原料中用下游自产的循环乙烷

抚顺乙烯厂在2008年计划检修中，发现GB-201 出口各冷却器上都出现过结焦，并进行了冲洗清焦工作。

裂解气压缩机五段出口温度都控制在90度左右入口温度都控制在30 度左右

当碱洗塔水洗段液位出现波动的时候，和各段碱循环不到32t/h，在实际操作中要迅速找到原因，并及时进行处理。

DA-203塔碱洗塔水洗段液位控制在50％，每段循环量40t/h

3、危害

Lummus 公司分析：

结焦发生会影响压缩机内部组件的性能。结焦会影响压缩机内部元件表面粗糙度。影响叶轮的特性。改变气体在流道中的角度，这种影响会直接影响压缩机的效率。在现实中，这种损失反应在压缩机的转速提高上和能量的消耗上。压缩机处理相同的东西需要更高的转速由透平提供。

迷宫密封的原理和结焦的影响迷宫密封的原理是被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。结焦会在间隙间产生，影响密封的效果，使物料或蒸汽泄露，这样的泄露会进一步加大能源的损失。

会影响压缩机的处理能力。结焦的压缩机在相同的工况下会消耗更高的能量。一个产量为100万吨每年的工厂，在能耗每年的损失在10万美元，这样的损失会随着结焦程度的增加而加大。

当压缩机转速提不上去，或者透平到达极限的时候，这时候吸入压力会增加，但原料的数量不变，导致吸入压力升高，乙烯或丙烯的收率就会降低。这样在能源方面的损耗和原料的利用率上每年的损失会高达百万美元。

结焦对压缩机的元件的影响结焦的聚合物是一种粘性物质不会损坏压缩机，但结焦产生的重质烃和焦碳会损坏压缩机的密封和转动轴。

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抚顺乙烯厂用户实际情况：

抚顺乙烯厂裂解气压缩机GB-201在2010年运行中出现结焦情况，裂解炉在60吨的时候，压缩机一段吸入压力高于50kpa设定值，最高时达到70 kpa ,透平的转速在8200，HPV阀门开度为100 ，透平转速提高不上去。

GB201 SS蒸汽量为100H/T ，GB501 HS量为45T/H GB-601HS量为25T/H.

消耗蒸汽量对比以前的数据都有大幅度的增长。

乙烯的瞬时产量为19T/H 丙烯的瞬时产量为8T/H

压缩机的结焦上都影响在原料的利用效率上双烯收率上，蒸汽的用量上。

在抚顺乙烯厂2008年计划检修中，发现GB-201裂解气压缩机迷宫密封，叶轮出口，转动轴都有不同程度的结焦。在日常操作中，裂解气压缩机轴振动出现过高情况。ZI-9220

4、测量与监测

Lummus 公司分析：

我们如何测量结焦的程度和在应用处理结焦的方法，如何测量这种方法的效果。

测量结焦程度直接方法最直接的方法就是在检修的时候观察结焦的程度和范围。如果应用完处理的结焦方法后，在下次检修时发现没有结焦，说明这种方法很成功。但这样的情况很少发生。

Lummus公司的关于压缩机效率的公式。通过对裂解气压缩机各个参数的具体计算，能精确的算出压缩的进行的情况，及结焦。具体见Lummus分析报告。

轴承温度，轴承位移，轴承振动都提供了对压缩机持续的监测。但它们不能直接确定压缩机是否结焦。轴承振动高可能是叶轮的不平衡。轴承振动可能是压缩机结焦的早期信号。

油质在油箱中如果聚合物聚集情况过多，也可能是压缩机结焦的显示，需要对油质进行具体的分析确定。

抚顺乙烯厂用户实际情况：

抚顺乙烯厂在2008年检修中对GB-201 进行拆装发现叶轮和机壳上都有结焦物。

抚顺乙烯厂通过轴振动轴位移温度在线监控，对压缩机状态起到了最及时的了解。

裂解气压缩系统轴振动ZI-9220出现高报情况。

TI-9223轴承温度出现高报情况在现在生产运行中。

乙烯厂分析站定期对GB-201所用46号润滑油进行分析检查。

5、解决方法

Lummus 公司分析：

操作环境的改变会阻止结焦反应的发生下面是处理结焦的几个原则。1较低温度会降低结焦反应率2 添加抗垢剂会阻止聚合物黏附在压缩机的表面上。3 改变压缩机表面的特性可以改变聚合物的黏附。

温度

许多的的聚合反应会成倍的增长，如果温度升高10度到20度，所以在设计和建设工厂的中，怎么样降低温度会对工厂产生的效益具有重要的作用。下面三步会有效地控制裂解气压缩机的温度：1 设计5段的裂解气压缩机会比4段的温度低，每段能有效的降低20度。

2 冷却压缩机的吸入物料可以降低压缩机的吸入温度。

3 向压缩机每段注水，当水汽化的时候可以有效的降低裂解气的温度。

添加剂

使用有效的添加剂可以抑制聚合反应的发生，有效地抑制了结焦。

表面特性

压缩机内部部件的表面特性，可以直接影响聚合物是不是粘在上面。

一些强力润滑涂料许多供货商可以提供，它可以有效的的抑制聚合物的黏着度，提供了很好的保护对于腐蚀作用和侵蚀作用。

这些涂料可以应用在转子，内壳壁上，入口和出口壁上，还有隔板上。

许多工厂都在应用后得到了很好的效果。

抚顺乙烯厂用户实际情况：

1抚顺乙烯厂在2005年4月进行裂解气压缩机注水改造，将原来的洗油系统改为注水系统。GB-201机组原设计用清洗油来防止流道内结焦，清洗油在各段入口管道和各级弯道处注入，共有11个注入点，现在改为注水，能更有效的防止结焦。

实际生产中通过调节GB_201各段注水量，注水量控制在0.9T/H以下，控制GB-201各段出口温度在90度以下，通过调节段间换热器冷却水的量，控制压缩机入口温度在30度，有效的抑制结焦。

2抚顺乙烯化工厂于2003年三月开始注入压缩机抗垢剂，注入点时洗油注入泵GA-206 A-F 上，型号为HK-28抗污垢剂，注入量为60吨每小时起到了很好的抑制结焦的效果。

3抚顺乙烯厂还在2008年10月份对透平进行了湿蒸汽清洗的清焦的工作。在湿蒸汽清洗后，GT-201 GT-501状态，蒸汽利用效率上明显得到提高，GB-201一段吸入压力得到了很好的控制。原料利用率上得到了提高。

5、结论