循环氢压缩机操作指南

2.3.1循环机操作指南1、概况加氢裂化循环氢压缩机（K-102）是100万吨/年加氢裂化装置关键设备，它的作用是将循环氢分液罐罐顶的一部分氢气压缩，压缩后的氢气与腊油相混合，经过加热后送入加氢精制、加氢裂化反应器，这部分循环氢被用做（1）防止和延缓催化剂结焦；（2）分散进料，使之与催化剂床层接触的更均匀；（3）起热载体作用，平均床层温度，防止不均匀超温；（4）提供反应氢。2、循环氢压缩机简要结构及性能特点循环氢离心压缩机由沈阳透平机械股份有限公司生产的BCL406/A压缩机和杭州汽轮机股份有限公司生产的NG32/36/16凝汽式汽轮机组成，压缩机与汽轮机由膜片联轴器联接，压缩机和汽轮机安装在同一钢底座上，整个机组采用润滑油站强制供油，压缩机的轴端密封采用约翰克兰鼎名密封（天津）有限公司干气密封，干气密封的控制系统也由约翰克兰鼎名密封（天津）有限公司提供。机组布置为双层，主机布置在压缩机厂房二层，油站等辅机位于一层。机组布置示意图如下:机组布置示意图2.1、压缩机的结构及性能特点BCL406/A型压缩机是一种6级高压离心压缩机，机壳为垂直剖分式。压缩机主要由定子（机壳、隔板、密封、平衡盘密封、端盖）、转子（轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、半联轴器等）及支撑轴承、推力轴承、轴端密封等组成。BCL406A压缩机为叶轮顺排布置、机壳垂直剖分结构，叶轮名义直径为φ400mm，工艺气体依次进入各级叶轮进行压缩，一直压缩至出口状态。2.1.1压缩机结构本压缩机为单段六级压缩，六级叶轮采用闭式、后弯型叶轮。叶轮与轴之间有过盈，串联热装于轴上，为了防止压缩介质泄漏，各级间、各级叶轮入口间、一级入口、平衡盘均设迷宫密封，以防内部泄漏。轴端密封采用目前比较先进的约翰克兰公司生产的干气密封。为了消除轴向力，设置有平衡盘及止推轴承。压缩机的机壳，根据压力和介质的需要，采用锻钢材料制成。机壳在两端垂直剖分，用螺栓将两侧的端盖和机壳紧固在一起。压缩机的进、排气管焊接在机壳上，它们的方向为垂直向下。机壳的底部有一个排污孔，用于排出压缩机运转时产生的冷凝液。压缩机隔板由ZG230-450、Q235-A材料制造。隔板的作用是把压缩机每一级隔开，将各级叶轮分隔成连续性流道，隔板相邻的面构成扩压器通道，来自叶轮的气体通过扩压器把一部分动能转换为压力能。隔板的内侧是迥流室。气体通过迥流室返回到下一级叶轮的入口。迥流室内侧有一组导流叶片，可使气体均匀地进到下一级叶轮入口。此外，在线径向振动，轴相位移检测系统可随时显示转子的运转状况。本机组设置由安全自保系统，以确保其安全、正常运转。当机组在运转过程中出现异常现象，该系统能发出报警信号，甚至停机。2.1.2汽轮机的结构和性能特点汽轮机为单缸冷凝式结构，通过联轴器与压缩机直联。蒸汽通过速关阀进入整铸在前缸上部的进汽室，经汽缸顶部的调节汽阀和喷嘴组进入汽轮机，通流部分由一个冲动级和几个单列级组成，采用喷嘴配汽、部分进气方式，调节汽阀由一套液压执行机构控制。速关阀阀体与汽缸为整体结构，以提高热效率，降低热应力。2.1.3干气密封轴端密封选用约翰克兰公司生产的干气密封。干气密封实质上是一对机械密封，它是流体通过动环和静环的径向接合面上的唯一通路实现密封。密封表面被研磨得非常光滑，转动的硬质合金环在其旋转的平面上加工出一系列螺旋槽。随着旋转，流体被泵入螺旋槽的根部，在此环形面形成密封的屏障，此密封屏障阻止流动，并增高压力。使动环和静环表面之间产生大约3μm的间隙，此结果使得两个表面保持分离而不接触。这本身保证了长寿命，在工作面没有磨损的可靠密封。3、循环氢压缩机数据表3.1离心压缩机气体含量数据表气体分析（摩尔%）初期工况末期工况氮气正常初期3.76初期5.3末期末期3.76末期5.3N2水蒸气0.250.250.250.250.250.25硫化氢0.10.280.280.10.10.1氢气92.1293.9184.3591.194.5385.17甲烷4.833.1612.25.542.3611.15乙烷0.550.540.560.650.640.66丙烷0.710.70.720.810.80.82异丁烷0.510.370.810.570.330.81正丁烷0.20.20.20.230.230.23异戊烷0.580.570.590.7350.720.75NH3氧0.1氮99.9总计100100100100100100100平均分子量4.133.765.34.423.765.328.0173.2循环氢压缩机组K-102压缩机主要技术参数设备位号K-102设备名称加氢裂化循环氢压缩机设备型号BCL406/A结构型式离心式操作处理气体初期工况末期工况氮气正常初期初期末期末期末期N2*设备位号K-102参数3.765.33.765.3Nm3/h221760221760221760270000270000270000125000进口条件压力MPaA15151514.614.614.6温度℃50505050505050分子量%4.133.765.34.423.765.328.017cp/cv(KT1)或(K平均)1.3861.3911.3751.3811.3881.372*压缩性系数(Z1)或(Z平均)1.091.11.091.091.091.08*进口容积容量(干湿)m3/h193619391920240924192394*出口状况压力MPaA171717171717温度℃65.96664.169.269.569.1*cp/cv(K1)或(K平均)1.3851.391.3721.3791.3861.389*压缩性系数(Z1)或(Z平均)1.11.111.11.11.11.09*所需功率（含全部损失）KW153115311527223222512283*转速（转/分）rpm92559513829210168107719486*多变效率%7372.473.1737372.8*压缩比1.133润滑系统供油压力MPaG≥0.25润滑系统供油温度℃40-50压缩机润滑油过滤器压差MPa0.15止推轴承温度℃105（压缩机）95（汽轮机）压缩机径向轴承温度℃105（压缩机）95（汽轮机）汽轮机控制油压力MPa0.85汽轮机进汽压力MPa0.9（最低）1.0（正常）1.3（最高）汽轮机排汽压力MPa0.009（正常）汽轮机进气流量kg/s2.97（正常）汽轮机进汽温度℃200（最低）230（正常）260（最高）轴振动um57.4（压缩机）50（汽轮机）轴位移mm±0.5（压缩机）±0.56（汽轮机）干气密封排气压力MPa0.018（正常）干气密封排气流量Nm3/h32.84（正常）一级密封气与平衡气差压MPa0.25结构参数叶轮直径mm400压缩级数6一阶临界转速r/min5728二阶临界转速r/min22498最高轮缘速度m/s236.7最高设计压力MPaA18.7最高运行温度℃200最低运行温度℃-15叶轮形式闭式设备位号K-102轴端密封型式干气密封径向轴承型式可倾瓦（5块）推力轴承型式金斯伯雷（6块）蓄能器预充气压力MPa报警压力的85-90%驱动机参数型号NK32/36/16型式凝汽式汽轮机级数12功率KW1531（正常）、2511（额定）额定转速r/min10771最大连续转速r/min11310跳闸转速r/min12441（机械）、12214（电子）转速范围r/min8078-11310正常转速r/min9255超速转速r/min13685（持续2min）复位转速r/min11536转向从汽轮机侧看压缩机顺时针方向旋转汽轮机轴承润滑方式油站供油强制润滑辅助系统润滑系统润滑油编号GB11120-89N46润滑油运动粘度(40℃)mm2/s46润滑油酸值mgKOH/g≤0.02润滑油灰分%≤0.005润滑油水溶性酸或碱无润滑油机械杂质无润滑油闪点（开口）℃≥180润滑油凝点℃≤-10润滑油水分痕迹汽水系统凝汽器型号N-0500-62凝汽器冷却面积m2500凝汽器冷却水量t/h650主抽气器型号C-1006-7主抽气器蒸汽耗量kg/h140主抽气器抽干空气量kg/h6.12启动抽气器型号CD-0608-2启动抽气器蒸汽耗量kg/h311启动抽气器抽干空气量kg/h102排汽安全阀通径DN350排汽安全阀开启压力MPa（G）0.02排汽安全阀最大流量kg/h280004、循环氢压缩机流程说明4.1循环氢压缩机氢气流程说明在加氢裂化装置中，从反应器R-102出来的混合氢气经降温、油分离后气体进入循环氢分液罐D-107，分液后的氢气用循环氢压缩机升压，大部分在换热器、加热炉中升温后，由循环机压缩后回到反应器中，以保证加氢裂化反应在高氢气压力或过量氢气存在下顺利进行。升压后的氢气分四路，一路与原料油混合后，先在换热器中与反应器高温流出物换热，再去加热炉F-101升温，达到反应温度后，进入反应器；另一路是直接去反应器，作为急冷剂以控制下一个催化剂床层的反应温度；另两路分别作吹扫和仪表冲洗用。机组工艺流程见下图。4.2汽轮机汽水系统流程说明1.0MPa蒸气从汽轮机两侧下方经速关阀（2301、2301），高压调节阀（0801）进入汽轮机通流部分，蒸气在通流部分做功后，在压力降至排气压力后进入凝汽冷凝器E-406。进入凝汽冷凝器E-406的排汽经与循环水热交换生成凝结水汇集在凝汽冷凝器E-406热井中，经凝结水泵P-407A/B抽出后分为两路，一路经液控阀LV1552A后，返回凝汽冷凝器E-406，以保证凝汽冷凝器E-406的最低液位；另一路经液控阀LV1552B后送至建南低温热回用。为防止超压，凝汽冷凝器E-406上装有膜板式排汽安全阀。为保持凝汽冷凝器E-406中蒸气凝结时建立的真空和良好的换热效果，由抽气器将漏入凝汽冷凝器E-406的空气（包括未凝蒸气）不断抽出，汽轮机配置有双联两级抽气器（6310），在启动抽气器（6400）的排空管路上装有消音器以降低噪声。抽气器均为射汽抽气式，以辅助蒸汽作汽源，双联两级抽气器使用循环水进行冷却。为防止气缸前缸处高温蒸汽漏入汽轮机轴承箱造成轴承温度升高及润滑油中带水；为防止后汽封处空气漏入排缸而使真空恶化，汽轮机采用闭式汽封系统，主要由气动汽封压力调节器（7200），汽封冷却器以及管道、阀门等组成，正常运行时汽封压力0.108MPa（A），汽封冷却器侧维持0.098MPa（A）的负压。汽轮机的疏水有三种不同方式：MMMF-101R-101R-102自K-101来新氢P-102D-103E-101E-102E-103D-107DN807.5MPa氮气MHV-1503DN350DN300K-102DN150MHV-1504至高压放空管FV-1502返回氢气MHV-1505D-105DN80FV1501DN100DN100去放空总管UV-1502DN2000.7MPa泄压UV-1501DN2501.4MPa泄压线紧急放空滤后原料油A-101DN80DN300DN200吹扫DN800仪表冲洗DN500DN200A、速关阀阀杆第一级漏汽（E22）接至封汽系统；B、前缸疏水E4，封汽漏汽管道疏水E15、E13，后缸疏水E16，平衡管疏水E10，排汽安全阀疏水E19，以上各疏水接至疏水膨胀箱（6011），疏水膨胀箱（6011）的积水排至凝汽冷凝器E-406热井，汽侧与凝汽冷凝器E-406喉部相连通；C、其他疏水由阀门排至地沟；汽轮机汽水系统流程见下图。4.3循环氢压缩机机组油路流程说明机组润滑油和汽轮机控制油是由主、辅油泵P-405、406自润滑油箱D-412中抽出，经压控阀PCV-1528调节主、辅油泵P-405、406出口的油压（同时将多余润滑油经该阀流回润滑油箱D-412）后，送至油冷却器E-405A/B冷却到规定温度范围，经润滑油过滤器滤去杂质后分成两路，一路经压控阀PCV-1532维持在恒定的润滑油总管压力，一部分润滑油经高位油箱D-411返回润滑油箱D-412，另一部分润滑油分六路进入到压