丙烯压缩机操作法.docx
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丙烯压缩机操作法
丙烯冷冻岗位操作规程
1岗位生产任务及意义
本岗位使用汽轮机驱动离心式压缩机，以丙烯为介质，通过压缩，用水冷凝，节流降压蒸发，达到制冷效果，提供冷量给低温甲醇洗系统中各深冷器，补偿系统冷量损失。
本操作法规定了丙烯压缩机岗位的生产任务，生产原理和工艺流程，正常生产操作方法和工艺指标，系统的开车与停车，异常情况及处理，安全技术要点及保安措施等内容。
本操作法适用于丙烯压缩机岗位和总控岗位的工艺操作技术。
2工艺过程概述
2.1离心式压缩机的工作原理
离心式压缩机的工作原理与输送液体的离心泵类似，气体从中心流入叶轮，在高速旋转的叶轮的作用下，随叶轮作高速旋转并沿半径方向甩出来。
叶轮在驱动机械作用下对气体作了功。
因此，气体在叶轮内的流动过程中，一方面由于受旋转离心力的作用增加了气体本身的压力，另一方面又得到了很大的速度能（动能）。
气体离开叶轮后，这部分速度能在通过叶轮后的扩压器、回流器弯道的过程中转变为压力能，进一步使气体的压力得到提高。
2.2汽轮机的工作原理
由管网来的中压蒸汽，经汽轮机喷嘴膨胀后，压力逐渐降低，流速增加，热能转化为动能，汽体成为高速气流射到叶片上，推动叶片转动，叶片在带动主轴转动，动能变为机械能，并带动压缩机主轴一起转动。
2.3丙烯压缩制冷原理
制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和空间内将某物体或液体冷却，使其温度降低到环境温度以下，并保持这个温度。
制冷的方法很多，常见的有以下四种：
液体汽化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷，其中液体汽化制冷的应用最为广泛，丙烯制冷就是就是其中一种，它是利用丙烯液体汽化时的吸热效应实现制冷的。
液体汽化成蒸汽，当液体处于密闭容器时，若此容器内除了液体及液体自身的蒸汽外不存在任何其他气体，那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡，此时的气体称为饱和蒸汽，它所具有的压力称为该温度下的饱和压力，温度称为饱和温度。
饱和压力随温度的升高而升高。
如果将一部分饱和蒸汽从容器中抽出，液体中就必须再汽化一部分蒸汽来维持平衡，液体汽化时，需要吸收热量，此热量称为汽化潜热。
汽化潜热来自被冷却对象，它使被冷却对象变冷，或者使它维持在低于环境温度的某一低温。
为使上述过程继续进行，必须不断的从容器中抽出蒸汽，再不断地将液体补充进去。
通过一定的方法把蒸汽抽出，并使它凝结成液体后再回到容器中，就能满足这一要求。
从容器中抽出的蒸汽，如果直接凝结成液体，所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低，而我们希望蒸汽的冷凝过程在常温下实现，因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。
这样，制冷工质将在低温低压下蒸发，产生制冷效应，并在高温、高压下冷凝，向环境或冷却介质放出热量。
因此，汽化制冷循环由工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽的冷凝和高压液体的降压四个过程组成，丙烯压缩制冷循环就具备上述四个基本过程。
2.4丙烯的物理化学性质
丙烯是一种无色略带甜味的易燃气体，分子式为CH3-CH=CH2，分子量为42.08，沸点－47.7℃，熔点－185.25℃，其密度为空气的1.46倍，临界温度为91.8℃，临界压力为4.62MPa，爆炸极限为2.0～11％（VOL），闪点为－108℃，因此，丙烯在贮藏时要特别小心，如果发生泄漏，因为它比空气重，积聚在低洼处及地沟中，如在流动过程中遇到火星，则极易引起爆炸，酿成严重后果。
液体丙烯的性质和处于平衡状态下的液体和气体性质列表如下：
处于平衡状态下的丙烯液体和气体性质
温度
（℃）
压力
（大气压）
体积
（毫升/克分子）
焓
（卡克分子）
熵
（卡/克分子℃）
液体
气体
液体
△H
气体
液体
△S
气体
－40
1.401
69.85
12966
6394
4315
10790
40.91
19.50
59.41
－20
3.023
73.29
6404
6835
4072
10907
42.62
16.25
58.87
－10
4.257
74.97
4639
7066
3937
11003
43.69
14.97
58.66
0
5.772
76.83
3424
7302
3794
11096
44.55
13.85
58.40
10
7.685
79.09
2569
7547
3651
11198
45.39
12.80
58.19
20
10.046
81.08
1957
7790
3467
11257
46.21
11.77
57.98
30
12.911
84.32
1510
8043
3249
11292
47.06
10.71
57.77
40
16.307
87.52
1177
8303
3033
11336
47.88
9.68
57.56
50
20.299
91.47
922.0
8565
2800
11365
48.68
8.67
57.35
液体丙烯的性质
温度（℃）
压力（大气压）
密度（克/毫升）
热容（卡/克分子℃）
表面张力（达因/厘米）
－40
1.401
0.6045
22.10
15.67
－30
2.097
0.5900
22.75
14.21
－20
3.023
0.5757
23.25
12.72
－10
4.257
0.5614
23.88
11.31
0
5.772
0.5471
24.50
9.90
10
7.685
0.5322
25.21
8.49
20
10.046
0.5170
25.95
7.18
30
12.911
0.5011
26.24
5.97
40
16.307
0.4822
4.78
50
20.299
0.4613
3.61
60
24.978
0.4353
2.44
2.5压缩机的结构及型号概述
2.5.1压缩机结构概述：
该机组由3MCL807压缩机和H642汽轮机组成，3MCL807型离心压缩机由一缸两段七级组成（一段四级，二段三级），压缩机与汽轮机由膜片联轴器（沈阳申克公司供）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供油润滑，压缩机的轴端密封采用克兰（天津）鼎铭公司的干气密封，干气密封的控制系统也由克兰（天津）鼎铭公司提供。
2.5.2压缩机型号及参数说明：
3MCL807
符号
说明
3
压缩机带有中间抽加气
M
机壳垂直剖分
CL
无叶扩压器
80
叶轮的名义直径为800mm
7
七级叶轮
工况
正常工况
额定工况
补气（正常/额定）
介质
丙烯气
丙烯气
丙烯气
流量Nm3/h
42050
53900
18000/23000
平均分子量mol.w
42
42
42
进口压力MPa（G）
0.02
0.02
0.51
进口温度（℃）
-40
-40
4
出口压力MPa（G）
1.8
1.8
出口温度（℃）
96.7
96.7
轴功率（kw）
5377
6838
转速（r/min）
4985
5227
第一临界转速（r/min）
3169
第二临界转速（r/min）
10225
最大连续转速（r/min）
5488
转子重量（Kg）
2200
压缩机重量（Kg）
45000
2.5.3汽轮机型号参数：
NK40/56
正常点
额定点
转速（r/min）
4985
5227
功率（kw）
5377
6838
转速范围（r/min）
3659~5488
电子跳闸转速（r/min）
5927
进汽压力MPa（G）
2.4
进汽温度（℃）
390
排气压力MPa（A）
0.01
耗汽量（t/h）
24.8
2.6工艺流程概述
2.6.1丙烯流程概述
开车时，液体丙烯从槽车导入丙烯贮槽（V2401），然后依次导入丙烯闪蒸槽（V2402）、丙烯分离器（V2403），最后通过液体丙烯管线去低温甲醇洗工序。
装置正常生产时，从低温甲醇洗工序来的-40℃气体丙烯,压力约0.02MPa,进入丙烯分离器（V2403），气体中的液滴分离出来后以42050Nm3/h进入丙烯压缩机（C2401）低压缸（一段）进口。
低温甲醇洗工序来的温度约4℃、压力约0.51MPa丙烯气体，进入丙烯闪蒸槽（V2402），分离气体中的液滴后以18000Nm3/h补入丙烯压缩机（C2401）高压缸（二段）进口与一段出口气体混合后继续压缩至排气压力。
气体丙烯经压缩后,出压缩机（C2401）气体压力升为1.8MPa，温度约96.7℃，进入丙烯冷凝器（E2401A/B/C/D）冷凝到40℃，冷却介质为循环冷却水。
丙烯气通过循环冷却水冷凝成液体后，靠重力排入丙烯贮槽（V2401）。
丙烯贮槽（V2401）出来的温度40℃、压力1.80MPa的液体丙烯一部分进入低温甲醇洗工序（E2211）冷量回收，一部分作为低温甲醇洗4℃蒸发制冷剂（E2202），另一部分进入丙烯闪蒸槽（V2402）闪蒸减压到0.51MPa，丙烯液体降温至约4℃。
出丙烯闪蒸槽（V2402）的液体丙烯一部分减压至0.02MPa进丙烯分离器，另一部分送往低温甲醇洗作为-40℃蒸发制冷剂，各冷点蒸发后的气体返回本系统完成制冷循环。
为了防止压缩机喘振，采用了两段防喘振回路，压缩机出口经一段防喘振阀FIC2420进入丙烯分离器为一段防喘振回路，经二段防喘振阀FIC2421进入丙烯闪蒸槽为二段防喘振回路。
冷冻系统制冷过程中积累的不凝性气体和安全阀放空气体，经放空总管进入火炬。
2.6.2蒸汽及冷凝液流程概述
压力为2.5Mpa,温度为390℃的中压蒸汽经隔离阀、速关阀、调速汽阀后进入汽轮机内膨胀做功，做功后的负压蒸汽-0.09Mpa排入凝汽器，在凝汽器中乏汽被冷凝为水并形成一定真空度，冷凝水用冷凝液泵送出界区。
为了维持凝汽器的真空，设有射水抽气器，抽出其中不凝汽。
水箱中的水经射水泵加压到0.35Mpa后进入抽气器的进水口，将不凝气带到水箱。
0.42MPa、32℃循环冷却上水来自管网，分配到丙烯冷凝器（E2401）和冷凝器（E2402）使用。
0.25MPa、42℃循环冷却回水去管网。
2.6.3润滑油流程概述
与压缩机组配套的润滑油站，设有一主一副两台蜗杆油泵。
润滑油经过粗过滤器过滤（一开一备）被油泵吸入加压，通过一次油压调节阀PCV2401使其压力达到1.1MPa，然后经过油冷却器A、B（平时根据油温情况选择使用，长杆指向使用的油冷却器，杆水平方向表明两台油冷却器共用）使其冷却到35~49℃，经过油过滤器过滤（一开一备，前后压差＜0.15MPa，当压差≥0.15MPa时，切换备用过滤器进行清洗）。
其中一部分通过调节二次调节阀PCV2402使其压力达到0.25~0.30MPa之间后，送往压缩机各个润滑点，最后回到润滑油箱；另一部分送往汽轮机各个润滑点后回到润滑油箱，进汽轮机调速器的油压＞0.60MPa，调速器才能用，当≤0.60MPa时辅助油泵自动启动。
本系统还设有高位油箱一个，当两台油泵同时发生故障而不能启动时，高位油箱的截止阀会自动打开，通过高位差流到各个润滑点，使机组能在有限时间内停下来，而不发生断油现象。
2.6.4干气密封气流程概述
一级密封气流程概述
正常运行时，采用压缩机工艺丙烯气加气（温度96.7℃，洁净度≤30μ，压力：
1.8MPa（G），流量500Nm3/h）作为一级密封气的气源，该气源经G1法兰端口进入密封控制系统，再经F1（或F2）高压精过滤器过虑后，通过PDV2492气动薄膜调节阀参照二次平衡管压力进行压差调节（＞200KPa），然后分别通过法兰A1′-A1和A2′-A2进入低、高压端密封腔。
压缩机开、停车时，使用常温、5.9MPa中压氮气作为一级密封气的气源，流程同上。
一级密封气的主要作用是防止压缩机内不洁气体污染一级密封端面，同时随着压缩机的高速运转，通过一级密封端面螺旋泵送到一级密封放空火炬腔体，并在密封端面间形成刚性气膜，对端面起润滑、冷却等作用。
该气体绝大部分通过压缩机的轴端迷宫进入机内，只有少部分≤1.0Nm3/h通过一级密封端面进入一级放空火炬腔体。
二级密封气及后置隔离气流程概述
采用常温、0.45MPa、流量42Nm3/h的氮气作为二级密封气和后置隔离气的气源，该气源经G2法兰端口进入密封控制系统后，通过F3（或F4）过滤器精过虑及减压阀减压为0.4MPa后分四路分别进入高、低压端二级密封腔和后置迷宫密封腔：
a）经球阀V12、FI-2493、截止阀V13节流减压后，作为二级密封气通过单向阀V15、C1′-C1进入低压端二级密封腔；
b）经球阀V16、FI-2494、截止阀V17节流减压后，作为二级密封气通过单向阀V19、C2′-C2进入高压端二级密封腔；
c）经音速孔板SO3、截止阀V20节流减压后，作为作为后置隔离气通过E1′-E1进入低压端后置密封腔；
d）经音速孔板SO4、截止阀V22节流减压后，作为作为后置隔离气通过E2′-E2进入高压端后置密封腔。
二级密封气的主要作用是阻止从一级密封端面泄漏的少量介质气体进入二级密封端面，并保证二级密封安全可靠运行，其大部分气体与一级密封端面泄漏的少量介质气体通过一级密封放空火炬腔体进入放空火炬管线，只有少部分≤1.0Nm3/h通过二级密封端面进入二级密封放空腔体高点放空。
后置隔离气主要是保证二级密封端面不受压缩机轴承润滑油污染。
其中一部分气体通过后置密封内侧梳齿迷宫与从二级密封端面泄漏的少部分密封气高点放空；另一部分气体通过后置密封外侧梳齿迷宫经轴承润滑油放空口放空。
放空火炬管线流程概述
进入二级密封腔的大部分气体与从一级密封端面泄漏的少量介质气体分别通过低压端B1-B1′、截止阀V24、音速孔板SO1、FT-2491、球阀V25、单向阀V27、G3和高压端B2-B2′、V28、SO2、FT-2492、V29、V31、G4汇合后经高点放空。
3生产操作方法
3.1生产操作时的控制
3.1.1各主要参数的控制
丙烯闪蒸槽、丙烯分离器液位的控制
丙烯闪蒸槽、丙烯分离器均有液位调节，调节液位时，液位不能调得过高，以防有液滴进入丙烯压缩机，打坏叶轮，损坏压缩机，同时也不能过低，以避免一、二段进气产生大的波动，造成压缩机喘振。
丙烯闪蒸槽液位正常控制在450mm，低限报警值为300mm，高限报警值为800mm。
丙烯分离器液位正常控制在350mm，低限报警值为300mm，高限报警值为600mm。
3.1.1.2压缩机防喘振控制
喘振，也称之为飞动，是使透平压缩机性能反常的一种不稳定的运行状态。
透平压缩机发生喘振时，将出现整个压缩机管网系统的气流周期性振荡现象。
不但会使压缩机的性能显著恶化，气体参数：
压力、流量产生大幅度的脉动，而且会发生一种“呼哧，呼哧”的噪音，并大大地加剧整个机组的振动。
喘振会使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力；级间压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏；甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄、引起爆炸等恶性事故。
压缩机防喘振分为二段回路，分别由一段防喘振阀与二段防喘振阀控制，当出口气量过小时，出口气返回到进口，以补充气体流量起到防止丙烯压缩机喘振的作用，出口气量也不能过大，防止打气量过高而过电流调车。
无论压缩机的压缩比是多少，要保证压缩机的吸入流量比喘振流量大，只有这样，才能保证压缩机稳定的工作。
3.1.1.3润滑油系统控制
润滑油性能参数：
*润滑油牌号：
GB11120-89N46润滑油
*润滑油黏度：
40℃时的黏度为46mm2/s
*酸值：
（mg/g）≤0.02
*灰份：
≤0.005％
*无水溶性酸和碱，无机械杂质
*闪点（开口）：
≥180℃凝点：
≤-10℃
首先作1000小时机械运转，之后每隔三个月（最好一个月）取样分析一次油的化学成分，要求它的物理性能不能改变，如油已变质应立即停止使用。
变质的标志如下：
*闪点（开口）：
<160℃
*机械杂质超过0.1％（在油箱最低处取样）
*黏度变化大于15～20％
*酸值高于0.04mg/g
通常，两年更换一次润滑油，首先将油箱中的油排放干净，然后彻底清洗油箱内部并用压缩空气吹干
在滤油器进出口的管道上设有差压变送器PDT2405，用来显示滤油器进出口间的压差，当压差达到0.15MPa时，说明滤油器的滤芯堵塞严重，此时需立即更换滤芯，切换到备用过滤器。
压缩机润滑油总管油压PIA2408≤0.15MPa时，控制系统联锁起动备用油泵，同时控制室报警。
压缩机润滑油总管油压PSA2409≤0.1MPa时，控制系统信号动作，报警联锁停车。
此连锁为三取二连锁，有三个点取压，当其中有两点的压力≤0.1MPa时，才连锁停车。
油站油泵的出口压力PIA2404≤0.6MPa时，控制系统联锁起动备用泵，同时控制室报警。
汽轮机控制油压PA2451≤0.6MPa时，控制系统联锁起动备用泵，同时控制室报警。
油箱液位报警回路采用液位开关把信号送到控制盘，当油箱液位低于正常液位时，低报警。
报警设定值为：
≤1309mm。
高位油箱的设置高度：
从压缩机中心线到高位油箱正常操作液位的距离为6～7米。
正常工作期间，始终有少量的油经三阀组中的孔板进入高位油箱，以维持高位油箱内的油温，当润滑油总管的油压低于高位油箱的位差压力时，三阀组中的止回阀自动打开，高位油箱中的油迅速流入润滑油用油点，确保机组安全停机。
3.2单体设备的开、停与倒车
3.2.1油冷器的切换维修或清洗
a）检查两台冷油器之间旁通管线中的截止阀是否已经打开，如未打开将其全开。
b）关闭在用冷油器排气管线中的截止阀，打开备用冷油器排气管线中的截止阀，当在排气管线中的回油视镜中看到有油排入油箱时说明备用冷油器已经充满油。
c）转动连续流转换阀（即三通切换阀）控制杆，将需要清洗或维修的冷油器切换至备用状态。
d）关闭旁通管线中的截止阀，然后将需要清洗或维修的冷油器中的油和水排放干净，此时即可对其进行清洗或维修了。
e）清洗维修后，关闭冷油器的排放阀，打开旁通管线及排气管线中的截止阀，让油充满清洗维修后的冷油器，并在该冷油器内流动，此时清洗维修后的冷油器即进入备用状态。
3.2.2油过滤器的切换维修或清洗
操作步骤与冷油器清洗维修的步骤相同。
3.2.3油系统联锁试验
3.2.3.1控制油压力低
缓慢打开PCV2401的旁路阀，待控制油压力PIA2453降至0.60Mpa时，报警同时辅油泵启动，记录辅油泵启动时控制油压力的数值，立即停主油泵，关闭PCV2401的旁通阀，将油压调至正常值0.85Mpa，依次对另一台泵做自启动试验。
3.2.3.2润滑油总管压力低
缓慢关闭PCV2402阀后的截止阀，待润滑油压力PIA2408降至0.15Mpa时，报警同时辅油泵启动，记录辅油泵启动时控制油压力的数值，立即停主油泵，然后全开PCV2402阀后的截止阀，将油压调至正常值0.25Mpa，依次对另一台泵做自启动试验。
3.2.4速关阀联锁试验
1）将汽轮机排气压力高切除，从DCS上将机组联锁复位。
2）旋转启动装置手柄，建立速关油压，打开速关阀。
3）分别用现场停车手柄、就地盘、DCS紧急按钮将速关阀关闭。
3.2.5润滑油压力低跳车试验
1）确认油压低报警、跳车联锁已投用。
2）建立速关油压，打开速关阀。
3）缓慢关小润滑油调节阀PCV2402，降低润滑油压力，当润滑油压力降至0.10Mpa时，PSA2409动作，并关闭速关阀。
4）记录PSA2409动作时，润滑油总管压力表PG2407数值，重新打开PCV2402的后切断阀，建立正常的润滑油压力，调整联锁值至0.10Mpa。
3.2.6冷凝液泵联锁试验
1）挂主、辅冷凝液泵互联开关，向凝汽器补脱盐水，提高LI2451设定值至+100mm，确认冷凝液送出阀LCV6521全关。
2）打开脱盐水补充阀，提高凝汽器液位，当凝汽器液位LA2451≥+150mm时，发出液位高报警，同时辅助冷凝液泵自启动。
同样方法对另一台泵做自启动试验。
3.2.7汽轮机的开车
3.2.7.1准备工作
1）循环水系统开车：
打开各冷却器的排气阀，稍开个冷却器的回水阀进行充水排气，排气完毕后，关闭排气阀，缓慢全开各回水阀及上水阀。
2）配合仪表投用各仪表调节阀和调节器。
3）油系统投用（开车步骤见
4）油系统联锁试验做完。
5）建立冷凝液循环：
a向凝汽器加脱盐水至+100mm后停止加水。
b冷凝液送出阀LCV6521及循环阀LCV6520的前后切断阀全开。
c启动主冷凝液泵，待出口压力稳定后打开出口阀。
d检查LI2451，若降至0mm以下，则打开脱盐水加水。
e检查LIC2451的工作情况，设定凝汽器的液位在0mm。
6）冷凝液泵做联锁试验。
7）盘车：
确认汽轮机转速为0，盘车齿轮啮合良好，启动盘车装置。
3.2.7.2检查和确认工作
1）主油泵运行正常，辅油泵在DCS上置“自动”备用状态，各点油温、油压正常。
2）盘车运行正常，循环冷却水系统正常。
3）冷凝液系统运行正常，冷凝液辅助泵处于“自动”备用状态。
4）确认速关阀、调速器阀均处于关闭状态。
5）确认防喘阀、放空阀、入口导叶及入口阀全开；疏水器已投用。
6）压缩机做好了开车准备。
7）打开蒸汽管线及透平缸体倒淋阀，确认蒸汽供应充足。
8）机组静态调试结束。
9）机组联锁全部投用，压力开关、压力表根部阀全部打开。
10）高位油箱油满且有油溢流。
3.2.7.3主蒸汽暖管
1）按一定升温速率及压力由低而高的原则进行，具体做法是：
维持管内压力0.2—0.3Mpa，汽温提升速度不应超过5℃/min，暖管30min。
2）当管道温度达到120—130℃后，可以按0.1Mpa/min的速率提升管内压力，升温速度不应超过5℃/min，直至规定值300℃。
3.2.7.4轴封汽的建立
1）打开隔离阀引轴封汽至调节阀PCV7200前，暖管5—10min，注意打开倒淋疏水。
稍开轴封余汽调节阀。
2）稍开调节阀PCV7200的旁路阀及前、后切断阀，开调节阀PCV7200的信号阀。
3）确认调节阀PCV7200工作正常后，全关旁路阀及轴封余汽调节阀。
4）调整PCV7200控制轴封汽压力，使轴封冒汽口有少量蒸汽冒出。
5）轴封汽一旦供上，必须立即盘车。
3.2.7.5建立真空：
水箱建立液位后，打开射水泵P6210，从凝汽器真空显示PI2475检查抽真空情况，使之达到要求（-0.09Mpa）。
3.2.7.6冲转、暖机、升速
1）打开速关阀，缓慢打开调节汽阀，机组被冲转。
2）打开“开车条件”画面，压缩机具备开车条件后，灯变为绿色。
3）打开“调速画面”，按一下“启动”按钮，进入暖机模式。
4）此时可选择手动/自动，操作台/现场盘去升速开车，当按下升速按钮后，转速设定点为1000rpm，暖机30mim。
5）当转速升到临界区内，将自动高速通过，不
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