發(fā)表時(shí)間： 2025-03-05 09:14:47
作者： 石油化工設(shè)備維護(hù)與檢修網(wǎng)
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在石化企業(yè)中，對(duì)于煉油廠的三機(jī)（煙機(jī)、主風(fēng)機(jī)、氣壓機(jī)及氫壓機(jī)）、化肥廠的五機(jī)（空壓機(jī)、合成氣、氨壓機(jī)、CO2、原料氣或氮壓機(jī)）、乙烯廠的三機(jī)（裂解氣、乙烯、丙烯），習(xí)慣上稱為大機(jī)組或關(guān)鍵機(jī)組。這些大機(jī)組幾乎都由工業(yè)汽輪機(jī)所驅(qū)動(dòng)的離心式（或軸流式）壓縮機(jī)所組成，具有轉(zhuǎn)速高、功率大、技術(shù)密集、價(jià)格昂貴、無(wú)備機(jī)、檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。一旦發(fā)生設(shè)備故障而停機(jī)檢修，將造成整個(gè)生產(chǎn)裝置的全面停產(chǎn)（或大幅度減產(chǎn)），企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益損失十分嚴(yán)重。通常，一次較大的設(shè)備事故（例如轉(zhuǎn)子損壞）的直接經(jīng)濟(jì)損失大約為百萬(wàn)元以上，間接經(jīng)濟(jì)損失（裝置產(chǎn)值損失及開(kāi)、停車放空損失）大約為數(shù)千萬(wàn)元。因此，石化企業(yè)極為重視大機(jī)組的管理與維護(hù)，也認(rèn)識(shí)到在提高大機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷水平上而化錢是值得的。
1. 煉油裝置
在煉油裝置中，催化裝置有主風(fēng)機(jī)機(jī)組（也有稱三機(jī)組、四機(jī)組、煙機(jī)機(jī)組）和氣壓機(jī)機(jī)組，連續(xù)重整裝置、加氫裝置、柴油加氫等裝置有新氫壓縮機(jī)機(jī)組和循環(huán)氫壓縮機(jī)機(jī)組，焦化裝置有氣壓機(jī)機(jī)組，動(dòng)力裝置有汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組、空壓機(jī)機(jī)組、氮壓機(jī)機(jī)組，公用工程有涼水塔風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵，貯運(yùn)裝置有干氣壓縮機(jī)機(jī)組等等。
2. 化肥裝置
在化肥裝置中，空壓機(jī)，合成氣壓縮機(jī)、氨壓機(jī)、CO2、壓縮機(jī)是必不可缺的機(jī)組，氣頭廠則還有原料氣壓縮機(jī)，煤頭廠則有可能有氮壓機(jī)。
3. 乙烯裝置
在乙烯裝置三大機(jī)組中，裂解氣壓縮機(jī)功率最大，結(jié)構(gòu)也最復(fù)雜，類似于化肥的合成氣機(jī)組，由高中壓汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)由高、中、低三個(gè)缸組成的壓縮機(jī)，乙烯及丙稀機(jī)組則由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)多數(shù)為一個(gè)缸的壓縮機(jī)。
煉油化工裝置常用的壓縮機(jī)分類及特點(diǎn)
煉油廠常用壓縮機(jī)按工作原理結(jié)構(gòu)基本可以分成透平式和容積式壓縮機(jī)兩大類：
透平式壓縮機(jī)有：離心式和軸流式兩種；如催化裝置的主風(fēng)機(jī)采用的是軸流式的較多，而氣壓機(jī)均是離心式壓縮機(jī)。
容積式壓縮機(jī)有：往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式（如螺桿式壓縮機(jī)）
按出口壓力的不同，一般稱排出壓力P≤0.015MPA為通風(fēng)機(jī)；0.015MPA＜P≤0.2MPA的為鼓風(fēng)機(jī)；P≥0.2MPA的為壓縮機(jī)。
按出口壓力壓縮機(jī)又可分為：低壓壓縮機(jī)0.2＜P≤1.0MPA；中壓壓縮機(jī)1.0＜P≤10MPA；高壓壓縮機(jī)1.0＜P≤10MPA；超高壓壓縮機(jī)P＞100MPA。
透平式和容積式壓縮機(jī)特點(diǎn)
透平式壓縮機(jī)特點(diǎn)
●氣流速度高，損失大，小流量機(jī)組效率較低；
●流量和出口壓力的變化由性能曲線決定，若出口壓力過(guò)高，可能導(dǎo)致機(jī)組喘振；
●排氣均勻，無(wú)脈動(dòng)；
●不適應(yīng)小流量，超高壓的范圍。
容積式壓縮機(jī)特點(diǎn)
●氣流速度低，損失小，效率較高；
●排氣壓力在較大范圍內(nèi)變化時(shí)排氣量不變，同一臺(tái)壓縮機(jī)可用于壓縮不同氣體；
●排氣脈動(dòng)性大（螺桿式壓縮機(jī)無(wú)脈動(dòng)）；
●不適應(yīng)大流量的場(chǎng)合，但從低壓到超高壓的范圍均適用（螺桿式壓縮機(jī)具有低壓較大流量的操作特性）。
離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
離心式的壓縮機(jī)是一種連續(xù)排量的壓縮機(jī)，流體從葉輪獲得能量，在葉輪內(nèi)和靜子擴(kuò)壓器內(nèi)轉(zhuǎn)化為流體壓力。煉油廠常用離心壓縮機(jī)有水平剖分型和垂直剖分型。水平剖分型壓縮機(jī)的機(jī)殼分上、下兩部分，吸氣、排氣以及氣體分支接管等均布置在下半機(jī)殼。上半個(gè)機(jī)殼可以吊起，方便檢修、安裝。根據(jù)段數(shù)不同可以分為單段多段、兩段等級(jí)等。葉輪在機(jī)殼內(nèi)串聯(lián)布置或背靠背排列。為提高壓縮機(jī)效率氣體可在段間進(jìn)行冷卻。這種機(jī)殼剖分形式適用于最高壓力為6MPa的場(chǎng)合。垂直剖分型壓縮機(jī)也稱筒型壓縮機(jī)。機(jī)殼只有垂直剖分面，如果機(jī)殼有兩個(gè)端蓋，則有兩個(gè)垂直剖分面；如果機(jī)殼只有一個(gè)端蓋，而另一端與筒體一體，機(jī)殼呈鐘形，也稱殼體壓縮機(jī)。這類壓縮機(jī)大多數(shù)用于高壓場(chǎng)合，葉輪在機(jī)殼內(nèi)可以順排，也可以背靠背排列，其最高工作壓力可達(dá)70MPa。
軸流式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
軸流式壓縮機(jī)也屬于透平式或速度式壓縮機(jī)，煉油廠多選用作催化裂化裝置的主風(fēng)機(jī)。軸流式壓縮機(jī)具有如下特點(diǎn)：效率較高，單機(jī)效率可達(dá)86%～92%，比離心式壓縮機(jī)高5%～10%，單位面積流通能力大，徑向尺寸小，適宜流量大于1500m3/min的場(chǎng)合，單級(jí)壓力比較低，單缸多級(jí)壓力比可達(dá)11，與離心式壓縮機(jī)相比，靜葉不可調(diào)試式軸流壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，在恒定轉(zhuǎn)速下，流量變化相對(duì)較少，壓力變化較大。此外，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。因此，軸流壓縮機(jī)對(duì)于中、低壓、大流量，且載荷基本不變的情況較為理想。全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)可以擴(kuò)大壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)，彌補(bǔ)了靜葉不可調(diào)式軸流壓縮機(jī)的不足，而且可以提高壓縮機(jī)的效率，降低起動(dòng)功率。目前，煉油廠主要用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)。
煉油化工裝置中典型的壓縮機(jī)組
催化裂化裝置主風(fēng)機(jī)組
催化裂化裝置的主風(fēng)機(jī)組是裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，主風(fēng)機(jī)承擔(dān)著向催化裝置的再生器提供燒焦用風(fēng)的主要任務(wù)。主風(fēng)機(jī)機(jī)型主要取決于裝置規(guī)模和主風(fēng)量的大小，在現(xiàn)代化的大型裝置中，軸流式壓縮機(jī)以流量大、效率高、操作范圍寬、體積小而逐漸處于主導(dǎo)地位。隨著裝置處理量的增大，設(shè)置煙氣輪機(jī)回收利用再生煙氣的能量，可大幅度降低裝置能耗并增加經(jīng)濟(jì)效益，因而受到了格外的重視。煙氣輪機(jī)與主風(fēng)機(jī)相結(jié)合，派生出了多種機(jī)組配置方式。目前按照軸系的結(jié)合方式，主風(fēng)機(jī)與煙氣輪機(jī)機(jī)組有同軸機(jī)組和分軸機(jī)組兩大類。
同軸機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是煙氣輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)，能量轉(zhuǎn)換效率高；機(jī)組配置簡(jiǎn)單；當(dāng)機(jī)組有超速趨勢(shì)時(shí)，主風(fēng)機(jī)可以起到制動(dòng)作用。同軸機(jī)組的缺點(diǎn)是任一單機(jī)故障時(shí)，整個(gè)機(jī)組需停機(jī)處理，對(duì)裝置生產(chǎn)影響較大。
具體配置方式又細(xì)分為：
（1）異步電動(dòng)/發(fā)電機(jī)與煙氣輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的三機(jī)組；
（2）蒸汽輪機(jī)與煙氣輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的三機(jī)組；
（3）蒸汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)與異步電動(dòng)/發(fā)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的四機(jī)組。
分軸機(jī)組的配置方式為：煙氣輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的單獨(dú)發(fā)電機(jī)組。此時(shí)，主風(fēng)機(jī)可由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)或直接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。分軸機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)在于煙氣輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，與再生器的供風(fēng)系統(tǒng)分開(kāi)，對(duì)裝置操作的影響小。缺點(diǎn)是機(jī)組對(duì)轉(zhuǎn)速控制的要求更為嚴(yán)格，需要在煙氣輪機(jī)入口和旁路系統(tǒng)設(shè)置快速切斷的高溫蝶閥。
以上所述配置方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)工廠的汽電平衡條件和操作人員的技術(shù)水平等因素來(lái)確定機(jī)組的配置方式。
富氣壓縮機(jī)組
富氣系統(tǒng)的工藝流程由分餾塔頂油氣分離器來(lái)的富氣，經(jīng)氣壓機(jī)（富氣壓縮機(jī)的習(xí)慣叫法）入口前的文丘利管及風(fēng)動(dòng)閘閥進(jìn)入氣壓機(jī)的第一段壓縮，壓縮后的氣體進(jìn)入中間氣體冷卻器，富氣經(jīng)冷卻器冷至40度后，進(jìn)入氣壓機(jī)的氣液分離器進(jìn)行氣液分離。分液后的氣體進(jìn)入氣壓機(jī)二段壓縮，然后經(jīng)風(fēng)動(dòng)閘閥進(jìn)入吸收穩(wěn)定部分。氣壓機(jī)中間分液罐分離出的凝縮液則由凝縮油泵送入吸收穩(wěn)定部分，小型裝置可返回分餾部分。有的裝置在壓縮機(jī)入口設(shè)有氣液分離罐，并配有相應(yīng)的凝液排出系統(tǒng)。考慮到緊急狀態(tài)，設(shè)有富氣放火炬系統(tǒng)，由放火炬線上風(fēng)動(dòng)蝶閥或風(fēng)動(dòng)閘閥控制。為在機(jī)組事故緊急停機(jī)時(shí)能及時(shí)將入口卸壓，在停機(jī)信號(hào)發(fā)出時(shí)，入口放火炬閥連鎖自動(dòng)打開(kāi)。為了防止機(jī)組喘振，采用二段防喘振系統(tǒng)，控制防喘振調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，以保證操作點(diǎn)不進(jìn)入喘振區(qū)。
富氣壓縮機(jī)組的結(jié)構(gòu)
（1）富氣壓縮機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)氣體在壓縮機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)兩段壓縮，兩段中間設(shè)有中間冷卻器以及分液罐。壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成。轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、軸套、平衡器、半聯(lián)軸器等。定子包括機(jī)殼、隔板、軸承、密封等。壓縮機(jī)的徑向軸承為可傾瓦軸承，推力軸承為金斯伯雷軸承，在徑向軸承和推力軸承內(nèi)分別埋有熱電阻，用以監(jiān)測(cè)軸承溫度變化。進(jìn)、出口均垂直向下。氣壓機(jī)的密封有機(jī)械密封、油膜密封、蒸汽阻塞密封和干氣密封。技術(shù)發(fā)展至今干氣密封已被廣泛采用。
（2）汽輪機(jī)在催化裝置中，驅(qū)動(dòng)富氣壓縮機(jī)的工業(yè)汽輪機(jī)，以背壓式居多，也有一些凝汽式。這些汽輪機(jī)有反動(dòng)式的，也有沖動(dòng)式的。汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力3.13至3.8MPA(表),溫度390至450度,進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量由氣壓機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制。正常操作條件下，由反應(yīng)壓力控制器串級(jí)控制汽輪機(jī)調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)指令操縱油動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)汽輪機(jī)蒸汽調(diào)節(jié)閥，改變氣壓機(jī)負(fù)荷，并保持氣壓機(jī)入口壓力穩(wěn)定。背壓蒸汽并入裝置低壓蒸汽管網(wǎng)。
氫壓縮機(jī)組
在煉油的催化重整裝置和加氫裂化裝置，一般包括有：預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)（一般為往復(fù)式），重整循環(huán)氫壓縮機(jī)（一般為離心式），在接觸壓縮機(jī)（一般為往復(fù)式）和氨壓縮機(jī)這幾種類型的壓縮機(jī)。對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)，它一般使用于壓力高、壓縮比大、壓縮流量較小的對(duì)象。往復(fù)式壓縮機(jī)主要控制吸入口壓力，吸入口壓力的穩(wěn)定是往復(fù)式壓縮機(jī)操作平穩(wěn)的關(guān)鍵。通常采用壓縮機(jī)入口旁通管調(diào)節(jié)方案，即用壓縮機(jī)出口返回入口的旁通管的調(diào)節(jié)閥控制吸入口壓力。一般返回氣體經(jīng)過(guò)冷凝進(jìn)入緩沖罐并分出凝液后，進(jìn)入壓縮機(jī)，以防止液體帶入壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)比較，有體積小、重量輕、占地少、流量大、供氣均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、運(yùn)行效率高、設(shè)備易損部件少，維護(hù)維修方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于轉(zhuǎn)速很高，可以用汽輪機(jī)直接帶動(dòng)。對(duì)于催 化重整裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)所用離心壓縮機(jī)，大量的氫氣走的是大循環(huán)，只是由于催化重整是副產(chǎn)氫氣的裝置，部分氫氣在壓力控制下經(jīng)在接觸后送出。因此，壓縮機(jī)吸入氣量是有保證的，離心式壓縮機(jī)運(yùn)行比較穩(wěn)定。離心式壓縮機(jī)由汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，它還配有配套系統(tǒng)，如：潤(rùn)滑油系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)、干氣密封系統(tǒng)系統(tǒng)或油路密封系統(tǒng)、蒸汽及疏水系統(tǒng)。
信息來(lái)源：化工知識(shí)網(wǎng)
