国外某乙烯装置丙烯制冷压缩机连续三次停车事故汇总

国外某乙烯装置丙烯制冷压缩机连续三次停车事故

某乙烯装置采用了斯通—韦伯斯特公司专利，工艺流程为前脱丙烷前加氢技术，生产能力为550Kt/a。

1.事故经过

4月中旬某天，丙烯制冷压缩机发生波动，透平一级前后压差发生持续波动，随之达到联锁值，造成丙烯制冷压缩机联锁停车。在此次正常开车后的第二天及第三天，又发生同样的问题。在短短的四天中，乙烯装置连续发生三次停车事故，对装置造成很大的损失。

2.事故原因及调查

(1)三次停车事故的第一原因是透平叶轮的压差保护联锁引发的。原设计中，丙烯制冷压缩机是由高压蒸汽驱动，经透平后的蒸汽部分被冷凝成凝液，另一部分则被抽成低等级的中压蒸汽。原设计中，透平抽气蒸汽有一个压力信号PX8117将被送到调速器505E，另有一个中压蒸汽管的压力信号PI8117，当蒸汽系统发生波动时，系统将通过透平抽汽来调整中压蒸汽管网的压力；同时，透平主蒸汽阀也将相应地增大或减小，以此来满足压缩机所需的功率。然而因为抽气阀动作太快，调速器505E存在较大问题；联锁当日的透平操作参数如表1所示。

表1 联锁当日透平操作参数

装置负荷/ % 压缩机

转速/

（r/min）

透平抽

气量/

（t/h）

复水凝

液量/

（t/h）

透平一

级

前压力/

MPa

透平一

级

后压力/

MPa

压差

/

MPa

HP开

度/

%

LP开

度/

%

状态

1

95 6187 100 25 3.8 1.5 2.3 Max 9

状态

2

95 6188 40 40 2.4 1.35 1.05 30 Max

以上数据表明：当中压蒸汽管网压力波动时，透平的抽气阀总是在状态“1”或状态“2”之间跳动，没有一个平滑的自动调节过程，透平总处于较大波动之中。很明显，状态“1”处在联锁的边缘。因为透平叶轮间压差已达到联锁设定值2.20MPa。

在当时透平已处于结垢较严重的情况下，装置运行在95%负荷，状态“1”需要消耗的高压蒸汽量为125t/h，状态“2”需要消耗的高压蒸汽量为86t/h，很显然，在状态“1”时，通过透平的压力差远远大于状态“2”；一旦中压蒸汽管网压力P18117小雨透平抽气压力PX8117，抽气阀将从状态“2”向状态“1”方向调整，向中压蒸汽管网输出更多的中压蒸汽；同时主蒸汽阀将相应地增大开度，以满足同样的功率需要，从而透平将毫无疑问地趋于危险的边缘。

在透平初期运行时，不存在任何结垢问题，当然不会发生联锁停车事故。

（2）方案设计不太合理。这种需要以透平来调整中压蒸汽管网的控制模式不太合理，相对来说，透平安稳运行应该比管网压力波动更重要，应该在确保透平稳定运行情况下来稳定管网压力。

（3）控制器参数调整不当。抽气阀控制器PX8117的PID参数不合理，应该更合理地调整，使透平运行更加平稳。

3.事故教训及纠正

（1）关注锅炉给水的品质及锅炉操作，防止蒸汽夹带硅等杂质。

（2）修改透平抽气阀PX8117的控制逻辑模式，使抽气控制程序更合理。最好不直接使用通过快速调整透平抽气方式来稳定管网压力。

（3）限制抽气阀的最大开度，投用联锁保护，因为此联锁保护对叶轮来说是非常重要的。而主气阀是不应该被限制的。这些措施将使透平能安全运行并有一定的余量。

（4）调节抽气阀及蒸汽减压阀的PID参数。

（5）为长期运行，对工艺数据进行常规的分析是重要的，尤其是现场第一手数据的收集非常重要。