商書光

(濱化集團(tuán)股份有限公司,山東 濱州 256600)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,特別是在氧化鋁、印染、化纖、輕工業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)之下,氯堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,產(chǎn)能從2011年的3 412萬t漲至2021年的4 508萬t,年增速約為3.59%。氯堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,一些新工藝新技術(shù)得到了大量的推廣應(yīng)用,其中氯氣透平壓縮機(jī)(以下簡(jiǎn)稱透平機(jī))作為離子膜燒堿裝置的重要設(shè)備之一,承載著離子膜電解氯氣的壓縮輸送任務(wù),逐步取代了液環(huán)式壓縮機(jī),運(yùn)行效率得到了很大提升,安全性、穩(wěn)定性得到了質(zhì)的變化,單機(jī)組可滿足30萬t/a規(guī)模氯堿廠氯氣處理能力[1-6]。

透平機(jī)的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜,以西門子4VRZ 151/405/03 G型氯氣透平壓縮機(jī)為例,透平機(jī)周圍本身設(shè)有大量的監(jiān)測(cè)點(diǎn),而且多與透平機(jī)采取連鎖停機(jī)控制,其中連鎖保護(hù)點(diǎn)多達(dá)35項(xiàng)左右,如油壓、軸溫、震動(dòng)、軸向位移、密封氣壓差、氯氣溫度、防喘振保護(hù)等監(jiān)控點(diǎn)傳輸信號(hào)多,控制系統(tǒng)復(fù)雜,對(duì)運(yùn)維管理工作質(zhì)量要求非常高。

1 透平機(jī)的運(yùn)行原理

透平機(jī)也叫蝸輪式壓縮機(jī),通常分為離心式和軸流式兩種,其中離心式透平機(jī)比較常用,它的工作原理與離心泵基本相似,離心式壓縮機(jī)是靠葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),通過葉片對(duì)通道里的氣體作功,在離心力的作用下,使氣體的壓力提高,同時(shí)氣體在通過葉輪的通道時(shí),通道的截面逐漸增大,氣體前面的流速降低,氣體后面就不斷涌向前,使流體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,也就起到增壓的作用。因此,透平機(jī)的工作過程是通過葉輪將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的靜壓能和動(dòng)能的過程。西門子公司4VRZ 151/405/03 G型透平機(jī),外殼采用水平分離式,氣體入口和出口連接法蘭朝下,采用四級(jí)壓縮,出口壓力可達(dá)1.1 MPa,轉(zhuǎn)速11 197 r/min,配套電機(jī)額定功率1 270 kW,外殼、固定導(dǎo)葉、填料箱和密封件都采用水平分離式設(shè)計(jì)。為了調(diào)節(jié)流量,一級(jí)葉輪的前端設(shè)有導(dǎo)葉閥,導(dǎo)葉閥由密封著的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在外殼頂部。透平機(jī)的各級(jí)之間的密封通過特殊的迷宮墊片密封,入口和出口末端的軸密封是三層填料箱,內(nèi)部填料箱室互相連接,并通過補(bǔ)償管線連接到透平機(jī)進(jìn)口,填料箱外部空間也有管線連接起來,用干燥的氮?dú)饷芊馓盍舷?以防止氯氣外漏,氮?dú)?氯氣混合氣通過填料箱中心部位引入到燒堿裝置廢氣吸收系統(tǒng)。

2 透平機(jī)運(yùn)維要點(diǎn)

2.1 降低氯氣中含水

透平機(jī)正常工作,要求氯氣的含水量不能超過100×10-6,而且含水越低越好,主要因?yàn)闄C(jī)體材質(zhì)為合金鋼GS-CK24V,很容易受到濕氯氣的腐蝕,造成葉輪及內(nèi)部精密部件的損壞。當(dāng)氯中水質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.015%時(shí),碳鋼的腐蝕速率在0.04 mm/a以下,目前降低含水的策略是“先冷卻、后干燥”的工藝流程。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:在相同壓力下,氣體溫度每下降10 ℃,濕氯氣中的“含濕量”降低約50%。工藝上對(duì)于濕氯氣的處理,首先是冷卻,之后用濃硫酸作為干燥劑進(jìn)一步降低含水。降溫流程采取氯氣洗滌塔+兩級(jí)鈦冷卻器,將濕氯氣冷卻至12～18 ℃,實(shí)現(xiàn)氣水分離,以此除去氯氣含水量98.4%以上,再經(jīng)水霧捕集器后進(jìn)入干燥流程,干燥流程一般分為三級(jí)填料塔串聯(lián)、一級(jí)填料塔+填料泡罩復(fù)合塔、二級(jí)填料塔+泡罩塔三種。用98%濃硫酸和氯氣充分循環(huán)接觸進(jìn)行干燥除水,用循環(huán)水換熱帶走硫酸干燥過程中放出的熱量,最后經(jīng)酸霧捕集器后實(shí)現(xiàn)干燥目的。

生產(chǎn)過程中,上述系統(tǒng)如出現(xiàn)問題造成氯中含水超標(biāo),會(huì)導(dǎo)致透平機(jī)及裝置穩(wěn)定運(yùn)行出現(xiàn)嚴(yán)重問題。運(yùn)行過程中要通過在線分析儀嚴(yán)格連續(xù)監(jiān)控透平機(jī)含水指標(biāo),并設(shè)有報(bào)警和連鎖,其次要嚴(yán)格控制好冷卻后氯氣溫度和填料塔濃硫酸吸水后濃度指標(biāo)≥70%。除此之外,還要注意其他常出現(xiàn)的問題,如因?yàn)槁葰庀礈焖怒h(huán)填料的少量的破碎會(huì)造成氯水板式換熱器的堵塞,進(jìn)而造成氯氣溫度超高,影響降溫除水效果,因此氯水板式換熱器要在設(shè)計(jì)上換熱面積適當(dāng)留有余量,一般不要少于20%,并進(jìn)行定期清理。其次是注意二級(jí)鈦冷卻器和水霧捕集器及氯水管線的保溫完善,這兩臺(tái)設(shè)備是濕氯氣溫度最低的單元,特別北方地區(qū)冬季氣溫降低很容易引發(fā)氯水結(jié)晶堵塞管道問題。冷卻過程須注意控制冷卻后氯氣溫度在15 ℃左右,且不低于12 ℃,否則會(huì)容易生成氯的水合結(jié)晶(當(dāng)氯氣溫度在9.6 ℃時(shí),濕氯氣中的水蒸氣會(huì)與氯氣生成Cl2·8H2O結(jié)晶),堵塞管道和設(shè)備,并易使鈦管冷卻器燃燒。(完全干燥的氯或液氯在常溫下幾乎不與金屬作用,但是與鈦則不然,鈦與濕氯氣不反應(yīng),而與干燥的氯則劇烈燃燒。Ti+2Cl2→TiCl4)。

2.2 防止氯氣帶酸

氯氣離開冷卻塔、干燥塔時(shí),往往夾帶有液相及固相雜質(zhì),直接冷卻能有效地除去固相雜質(zhì),但不能完全除掉水霧。而干燥后氯氣帶酸對(duì)透平機(jī)的影響非常大,有的透平機(jī)在大修時(shí)開蓋會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)體內(nèi)有酸和大量酸泥,一般都是由于酸霧捕集器運(yùn)行不好或?qū)λ犰F影響透平機(jī)的危害認(rèn)識(shí)不夠?qū)е?氯氣帶酸會(huì)對(duì)軸端密封材料腐蝕厲害,導(dǎo)致軸封氯氣滲漏量加大,嚴(yán)重者會(huì)造成葉輪腐蝕甚至使整個(gè)轉(zhuǎn)子失去動(dòng)平衡,進(jìn)而影響透平機(jī)正常運(yùn)行,而酸霧捕集器濾芯的壽命因運(yùn)行環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量而定,因此一定要選用質(zhì)量可靠的濾芯,每次裝置大修過程中須做好濾芯的檢查確認(rèn)。

2.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)維保

西門子4VRZ 151/405/03 G型透平機(jī),一次填充的潤(rùn)滑油油量大約2 000 L,油脂使用耐壓和耐老化的透平油,油質(zhì)按照DIN51354標(biāo)準(zhǔn)(等同于ISO黏度等級(jí)VG46FZG破壞強(qiáng)度等級(jí)≥8的油)。運(yùn)行過程中,建議每3個(gè)月分析測(cè)定一次潤(rùn)滑油油質(zhì),累計(jì)運(yùn)行8 000 h需進(jìn)行綜合檢測(cè),當(dāng)酸值、黏度超標(biāo)時(shí)須換油;當(dāng)油過濾器壓差大于0.1 MPa或者指示黃色區(qū)域時(shí),檢查更換油濾芯。長(zhǎng)期運(yùn)行,建議每3 a進(jìn)行一次換油,換油時(shí)要對(duì)油箱內(nèi)進(jìn)行清理檢查,關(guān)注濾網(wǎng)堵塞情況和沉積的黃褐色雜物清理是否干凈。這些雜質(zhì)來源于潤(rùn)滑油系統(tǒng)的油箱、油冷卻器、油過濾器以及所有的連通管道中沒有被清除干凈的焊渣和泥沙之類的雜質(zhì),還有就是機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生的機(jī)械磨損所帶出來的金屬磨屑和被氯氣污染的潤(rùn)滑油所產(chǎn)生的氯烴化合物及瀝青質(zhì)、膠紙等。這些雜質(zhì)積累會(huì)導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行過程中軸瓦溫度升高,軸瓦磨損,更嚴(yán)重者導(dǎo)致主軸受到不同程度的磨損及損壞。更換新油時(shí)不僅要關(guān)注油檢測(cè)質(zhì)量報(bào)告,同時(shí)要關(guān)注油的顏色是否正常。透平機(jī)前油壓、前油溫檢測(cè)點(diǎn)要盡量采用“三取二”冗余模式,避免因單點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障(失真)導(dǎo)致的不必要連鎖停車。輔助油泵要接有不間斷電源,平時(shí)啟動(dòng)開關(guān)要注意保持在“自動(dòng)”模式。

2.4 級(jí)間冷卻器運(yùn)行管理

透平機(jī)各級(jí)葉輪壓縮做功產(chǎn)生的熱量會(huì)被循環(huán)水換熱帶走,因此一級(jí)壓縮后氯氣會(huì)首先進(jìn)入一級(jí)級(jí)間冷卻器后再進(jìn)入二級(jí)壓縮,以此類推,四級(jí)壓縮后氯氣一部分直接去氯堿下游受氯裝置,而分流一部分經(jīng)過四級(jí)后冷卻器回流至透平機(jī)入口,透平機(jī)換熱器一般采取臥式列管換熱形式,換熱器的殼程材質(zhì)為16MnR,管程材質(zhì)為20#鋼,由于換熱管多采用薄壁碳鋼管線,特別是循環(huán)水水質(zhì)渾濁或加藥處理,長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)對(duì)管束內(nèi)壁造成腐蝕減薄,根據(jù)我們拆解后的觀察發(fā)現(xiàn),腐蝕多因循環(huán)水臟導(dǎo)致部分管束內(nèi)壁局部沉積物造成的點(diǎn)蝕,貫穿后會(huì)造成干氯氣與水直接接觸,劇烈發(fā)生多個(gè)反應(yīng)(氯氣與水接觸時(shí),氯與鐵反應(yīng)2Fe+3Cl2→2FeCl3;鐵在稀鹽酸中的反應(yīng): Fe+2HCl→FeCl2+H2↑;鐵在濃鹽酸中的反應(yīng):2Fe+6HCl→2FeCl3+3H2↑;三氯化鐵能溶于水反應(yīng):FeCl3+3H2O→3Fe(OH)3↓+3HCl;三氯化鐵在水蒸汽中反應(yīng):2 FeCl3+3H2O→Fe2O3+6HCl。因此,金屬鐵在濕氯氣中很快被腐蝕。)從而加速腐蝕,快速擴(kuò)大泄漏點(diǎn),如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并果斷停機(jī)處理,不但會(huì)對(duì)機(jī)體造成損壞,還會(huì)引發(fā)氯氣泄漏事故。當(dāng)前廣泛采取的措施是在各級(jí)列管換熱器循環(huán)回水管線上分別安裝氧化還原電子電位差計(jì)(ORP),通過ORP示值變化來反映換熱器是否內(nèi)漏,并設(shè)有報(bào)警,平時(shí)控制350 mV以下。為了防止緊急出現(xiàn)內(nèi)漏宜采取的其他措施:1)透平機(jī)運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制殼程內(nèi)氯氣壓力高于管程內(nèi)水的壓力;2)盡可能定期清理干凈和提升循環(huán)水水質(zhì);3)借助停機(jī)時(shí)機(jī)會(huì)清理管內(nèi)沉積物,加強(qiáng)管束內(nèi)壁腐蝕情況的檢查,對(duì)于不銹鋼管束常用渦流探傷就是一種不錯(cuò)的檢查方式;4)氯氣中含水也是級(jí)間冷卻器突發(fā)滲漏的主要原因,要嚴(yán)格控制盡可能降低氯中含水。

2.5 停機(jī)置換與保管措施

透平機(jī)需要停機(jī)之前,首先用干燥氮?dú)鈱?duì)透平機(jī)機(jī)體、冷卻系統(tǒng)內(nèi)氯氣進(jìn)行置換干凈,關(guān)閉氯氣干燥裝置后進(jìn)入透平機(jī)的氯氣閥,適度開啟入口充氮閥,關(guān)閉透平機(jī)出口閥,透平機(jī)出口止回閥前去廢氣吸收的氯氣壓力自控閥微開3%以上,保持透平機(jī)運(yùn)行狀態(tài),直到置換合格后停下透平機(jī)。透平機(jī)停運(yùn)后,要關(guān)小去廢氣閥門,保持充氮?dú)鈨?chǔ)存保護(hù)狀態(tài),維持透平機(jī)出口壓力5～10 kPa,確保機(jī)體內(nèi)不受潮。需要注意的是,如果維修透平機(jī)(需開蓋)還要注意做好密封腔內(nèi)氣體的徹底置換檢查,避免死角部位積存氯氣,盲目拆卸會(huì)造成氯氣泄漏至廠房?jī)?nèi)環(huán)境中,造成污染。

2.6 不停機(jī)切換操作注意事項(xiàng)

透平機(jī)作為氣體壓縮能量傳遞設(shè)備,在有備機(jī)情況下,一旦遇到在運(yùn)機(jī)器需要檢修,則會(huì)遇到切換備機(jī)的情況。作為較為復(fù)雜的壓縮機(jī)組,切換過程中如果細(xì)節(jié)把控不好極易引發(fā)離子膜電解裝置連鎖停車事故,因此多數(shù)廠家因?yàn)榍袚Q風(fēng)險(xiǎn)太大,往往借助于停車機(jī)會(huì)進(jìn)行倒換。經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)摸索,在走了不少?gòu)澛返幕A(chǔ)上,建議通過如下操作進(jìn)行切換。

1)備用透平機(jī)首先要用氮?dú)獬鋲褐?0 kPa以上后開機(jī)并試運(yùn)正常,期間對(duì)各運(yùn)行參數(shù)和控制系統(tǒng)做好確認(rèn),這是順利切換的前提。在此基礎(chǔ)上再?gòu)耐钙綑C(jī)出口分配臺(tái)通過臨時(shí)工裝管線向備機(jī)入口串入氯氣,工裝管線一般采用DN25 mm碳鋼管線即可,待備用機(jī)出口壓力上升至與運(yùn)行透平機(jī)出口壓力接近時(shí),化驗(yàn)分析備用透平機(jī)出口氯氣純度,當(dāng)氯氣純度≥98%,則置換合格。

2)現(xiàn)場(chǎng)操作人員將備用透平機(jī)出口去氯氣分配臺(tái)手動(dòng)閥緩慢全開,使得兩臺(tái)透平機(jī)出口相通,共同串入到分配臺(tái)。

3)保持透平機(jī)主機(jī)入口導(dǎo)葉閥設(shè)定值為自動(dòng)2 kPa左右,備用透平機(jī)入口導(dǎo)葉閥切換為手動(dòng)控制模式。(因?yàn)閮膳_(tái)都為自動(dòng)狀態(tài)很容易引發(fā)不穩(wěn)定,相互干擾)。緩慢開備用透平機(jī)入口手動(dòng)閥,直至全開,使得兩透平機(jī)入口相通。

4)DCS操作人員通過逐步關(guān)小透平機(jī)備機(jī)的防喘控制閥及開大入口導(dǎo)葉閥,另一名操作人員配合同步關(guān)小透平機(jī)主機(jī)的入口導(dǎo)葉閥及同步開大主機(jī)的防喘震控制閥,實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)透平機(jī)間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。當(dāng)透平機(jī)主機(jī)出口壓力開始低于備機(jī)出口壓力20 kPa以上時(shí),則證明負(fù)荷轉(zhuǎn)移基本完成。

5)現(xiàn)場(chǎng)操作人員關(guān)閉原主運(yùn)行透平機(jī)去分配臺(tái)手動(dòng)閥,然后慢慢關(guān)閉原主透平機(jī)入口手動(dòng)閥,出入口手動(dòng)閥全關(guān)后,則證明將原主機(jī)已切出系統(tǒng),然后對(duì)其進(jìn)行泄壓置換處理即可。

6)注意透平機(jī)系統(tǒng)連鎖的投切時(shí)機(jī),切不可忘記,否則原主機(jī)一旦切完成后人為停機(jī)則必造成系統(tǒng)連鎖停車事故。系統(tǒng)連鎖由原主透平機(jī)改切至現(xiàn)透平機(jī)的時(shí)機(jī),要以透平機(jī)實(shí)際在切換過程所帶負(fù)荷的多少而定。

7)切換過程中要關(guān)注各級(jí)級(jí)間冷卻器出口氯氣溫度上升變化,根據(jù)透平機(jī)所帶氯氣負(fù)荷及時(shí)調(diào)節(jié),防止氯氣超溫運(yùn)行觸發(fā)連鎖,造成停機(jī)。

3 氯氣透平機(jī)工藝安全技術(shù)改進(jìn)

3.1 提高測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)定性,消除“誤信號(hào)”引發(fā)連鎖停車

在離子膜電解裝置運(yùn)行過程中,為了保護(hù)離子膜和電解槽等核心設(shè)備不受到損害,采用ESD或DCS連鎖停車的因素比較多。而透平機(jī)本身有軸承溫度、震動(dòng)等35個(gè)連鎖監(jiān)測(cè)點(diǎn)。運(yùn)行中常見棘手的問題就是透平機(jī)本身運(yùn)行正常,而是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)點(diǎn)、檢測(cè)線或傳輸信號(hào)波動(dòng)(故障失真)引發(fā)透平機(jī)不必要連鎖停機(jī)。

因此透平機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的,“精確控制”并防止“信號(hào)失真”引發(fā)不必要的跳停是安全生產(chǎn)致力于探索研究的方向。下面以軸承溫度和震動(dòng)檢測(cè)為例進(jìn)行分析,透平機(jī)的軸瓦為鈀合金材料,當(dāng)潤(rùn)滑效果差或雜質(zhì)存在時(shí)會(huì)導(dǎo)致溫度上升,而溫度達(dá)到130 ℃即可導(dǎo)致燒壞,進(jìn)而高轉(zhuǎn)速下會(huì)對(duì)透平機(jī)主軸產(chǎn)生影響,因此為了保護(hù)設(shè)備當(dāng)檢測(cè)溫度達(dá)到105 ℃即連鎖透平機(jī)跳停。而實(shí)際運(yùn)行中,只要油品質(zhì)量和供油壓力、溫度穩(wěn)定的情況下,軸承溫度一般不會(huì)異常,生產(chǎn)實(shí)踐中導(dǎo)致透平機(jī)連鎖跳停多為檢測(cè)點(diǎn)故障或檢測(cè)線故障。透平機(jī)的軸承溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)目前大多采用的是機(jī)組專用防漏式Pt100鉑電阻,包括“測(cè)量端”和“連接段”兩部分,其中連接段外壁包裹有四氟屏蔽線,熱電阻的連接段因引出機(jī)體,故設(shè)有密封膠圈,防止?jié)櫥脱剡B接線外滲。目前市場(chǎng)上很難采購(gòu)三芯的機(jī)體專用熱阻,而是由一個(gè)檢測(cè)端(含2個(gè)獨(dú)立檢測(cè)電阻),連接線采用六芯兩組(用不同顏色區(qū)分),因熱阻測(cè)量采用“三線制”,所以每個(gè)熱阻測(cè)量點(diǎn)有一路備用,當(dāng)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)熱阻連接段線路故障時(shí),透平機(jī)可以不拆蓋直接選用備用的另一組,但這樣無法實(shí)現(xiàn)熱阻檢測(cè)回路出現(xiàn)故障誤信號(hào)時(shí)透平機(jī)不跳停。為了解決上述問題,可以嘗試將另外一組測(cè)量線同樣接入DCS或PLC控制器,將單一測(cè)量模式組態(tài)改為兩個(gè)測(cè)值對(duì)比顯示,當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí),再連鎖透平機(jī)跳停,最大限度避免“誤跳”。至于其他連鎖監(jiān)測(cè)點(diǎn)如軸振動(dòng)、軸位移,測(cè)量形式采用線圈固化在樹脂內(nèi)制作成探頭,通過變送單元輸送給探頭大約8 V左右的電壓,探頭端部一般靠近主軸約1 mm間距,當(dāng)主軸有震動(dòng)產(chǎn)生時(shí),渦流線圈磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化引發(fā)電壓變化,然后電壓變化轉(zhuǎn)換成4～20 mA信號(hào)輸出到DCS。透平機(jī)的徑向軸振動(dòng)一般在前后軸均有2支探頭檢測(cè),目前單支震動(dòng)超過125 μm將導(dǎo)致透平機(jī)跳停,而監(jiān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)容易損壞,因此為減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)誤信號(hào)導(dǎo)致的連鎖跳停,可考慮采取“冗余”監(jiān)控模式,并設(shè)定報(bào)警,既能及時(shí)發(fā)現(xiàn)指標(biāo)變化,又能最大限度減少透平機(jī)非必要的停車。

3.2 級(jí)間冷卻器改造

由于進(jìn)口透平機(jī)價(jià)格昂貴,部分企業(yè)為節(jié)約投資,透平機(jī)級(jí)間冷卻器多采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,就比較而言,受加工精度和循環(huán)水質(zhì)共同影響,特別是換熱器列管內(nèi)表面防腐技術(shù)的差距較大,一般情況下國(guó)產(chǎn)級(jí)間冷卻器運(yùn)行3 a以上,容易發(fā)生內(nèi)漏,而級(jí)間冷卻器一旦發(fā)生內(nèi)漏,容易誘發(fā)氯氣泄漏事故,并伴隨設(shè)備的腐蝕損壞,必須立即停車處理。經(jīng)過嘗試對(duì)雙管板換熱器進(jìn)行了改造,列管材質(zhì)由20#鋼改為S30408不銹鋼材質(zhì),最早改造的一臺(tái)已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近5 a,較改造之前相比,發(fā)生內(nèi)漏的幾率大大降低。

3.3 防止氯氣帶酸進(jìn)行的改進(jìn)措施

透平機(jī)級(jí)間密封一般采用特殊材質(zhì),但帶酸很容易造成腐蝕損壞,因此加強(qiáng)干燥系統(tǒng)運(yùn)行管理非常重要。必須保持酸霧捕集器的安全穩(wěn)定運(yùn)行,否則對(duì)于透平機(jī)的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行來講是得不到保障的。一般運(yùn)行條件下,建議采用質(zhì)量過關(guān)的濾芯,一般除霧器由短陶瓷纖維桶和不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成。泡罩塔干燥后氯氣通過“玻璃纖維床層時(shí)”直徑大于3 μm的“霧滴”被立即分離,最終凈化率達(dá)到99%以上。在生產(chǎn)過程中,由于氯氣前后壓差的作用,加上濃硫酸的浸泡,使骨架癱瘓,陶瓷纖維皺癟不起,失去了除霧的作用,過濾器與原件頂部密封擋板漏氣,致使氯氣帶酸。鑒于壓力降較小,為了更好地降低氯氣帶酸的風(fēng)險(xiǎn),最好采用“兩級(jí)”酸霧捕集工藝,能夠更好地保證透平機(jī)的“酸腐蝕”最大限度保護(hù)透平機(jī)安全運(yùn)行。

4 結(jié)果分析與討論

某司在2002年8月份一期6萬t/a離子膜燒堿裝置開始投產(chǎn)運(yùn)行至今,在生產(chǎn)中不斷總結(jié)出現(xiàn)的問題,特別是在引進(jìn)西門子透平機(jī)運(yùn)行管理方面,不斷地探索與改進(jìn),在降低氯氣含水、防止氯氣帶酸、維保管理、級(jí)間冷卻器防內(nèi)漏、測(cè)控系統(tǒng)及連鎖保護(hù)可靠性提升以及關(guān)鍵操作等方面進(jìn)行了改進(jìn)和嘗試。目前氯中含水指標(biāo)≤10×10-6;2020年、2022年分別開機(jī)檢查運(yùn)行了10 a以上的透平機(jī),發(fā)現(xiàn)機(jī)體內(nèi)非常干凈,沒有沉積酸泥現(xiàn)象。目前該司在運(yùn)行的國(guó)產(chǎn)級(jí)間冷卻器已全部改造為S30408材質(zhì),最長(zhǎng)的已連續(xù)運(yùn)行近5 a,較為穩(wěn)定;在切換透平機(jī)操作中最初也遇到過挫折,過程中造成透平機(jī)入口不穩(wěn)定引發(fā)離子膜裝置跳停,但經(jīng)過改進(jìn)切換模式之后,自2015年至今,已切換10余次,成功率100%。

至于本文提到的透平機(jī)軸承溫度測(cè)量、軸承震動(dòng)、各級(jí)壓縮出口氯氣溫度測(cè)量,由于機(jī)體原設(shè)計(jì)為單點(diǎn)連鎖,在生產(chǎn)中我們?cè)龅竭^因?yàn)闇囟葴y(cè)量線長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)生接觸不良(斷芯)造成檢測(cè)數(shù)據(jù)失真引發(fā)透平機(jī)連鎖停機(jī)事故,因此所有各級(jí)壓縮出口氯氣溫度均換成“三芯”,采取“冗余”模式,安全可靠性得到大大提高。至于軸承振動(dòng)和軸承溫度為透平機(jī)機(jī)體內(nèi)部安裝設(shè)計(jì),受引進(jìn)西門子透平機(jī)機(jī)體內(nèi)測(cè)量點(diǎn)“單一”設(shè)計(jì)影響,較難實(shí)現(xiàn)“三取二”模式,因此,以后各型透平機(jī)設(shè)計(jì)可予以考慮,以此在長(zhǎng)期運(yùn)行中提高透平機(jī)軸承測(cè)控的可靠性。

5 結(jié)語

引進(jìn)西門子透平機(jī)運(yùn)行效率高,單機(jī)負(fù)荷高,配套燒堿產(chǎn)能大,投資回報(bào)率比較高,正在為國(guó)內(nèi)氯堿企業(yè)所大量應(yīng)用。由于加工精度高,價(jià)格昂貴,引進(jìn)大型設(shè)備日常維修不方便,因此提高透平機(jī)的維保管理水平,對(duì)于氯堿企業(yè)安全生產(chǎn)管理意義深遠(yuǎn),通過在維保、測(cè)控、工藝改進(jìn)、操作管理等各方面總結(jié)提升,提高了透平機(jī)的運(yùn)行管理水平,減少了透平機(jī)故障率和計(jì)劃外停機(jī)次數(shù),提高了氯堿裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行質(zhì)量。