高压聚乙烯二次机柱塞跳动分析及处理方案.pdf
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1、书书书故 障 分 析 年 期(总第 期)高压聚乙烯二次机柱塞跳动分析及处理方案秦久达(中化泉州石化有限公司,福建 泉州 )摘要:世纪 年代以来,中国经济一直保持快速增长。在过去长达 多年的时间里,中国经济持续保持了年均 以上的增长速度,成为世界上经济持续增长最快的国家之一。经济的快速增长同时促进了 产能和消费量的增长,世纪以来,光伏产业受清洁能源扶植政策的大力推动而在全世界发展迅速,年国内光伏市场持续爆发,前三季度全国新?光伏发电装机超过 ,累计超过 ,作为光伏行业太阳能电池的重要功能性膜材料,含量的 (光伏料)产品市场非常可观,由于光伏市场的需求持续增加,促进国内新建多套 生产装置,仅 年一
2、年国内开工 套新 装置,新增 产量为 万 。新建的 装置中的核心设备二次压缩机大多采用国外某公司产品,在装置实际运行中二次机的长周期运转成为装置长周期运行中设备方面的制约条件,其中二次机常见问题为二次机柱塞跳动联锁停机,就是针对二次机柱塞跳动问题进行分析并做相关处理方案,减少二次机联锁停机次数,避免因二次机联锁造成装置的停工次数。关键词:装置;二次机;柱塞跳动;长周期运行中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:(,):,(),故 障 分 析 年 期(总第 期),:;国内 装置二次机的运转状态简介国内 装置二次机绝大多数为国外某公司产品,型号包括 型和 型,国内第一家私企 装置二次机采用
3、 机型,机型的含义为 型曲轴箱中体设计,两段压缩,共 缸,其中 段个气缸,段 个气缸,每段为水平对置,此装置开工后的第一年因二次机柱塞跳动问题共造成装置停工 次,经过 年运行摸索,目前压缩机状态趋于平稳,但也出现柱塞跳动问题,该装置在 年全年共出现 次柱塞跳动造成的装置停工(全部出现在 段);某国有企业的 装置于 年 月初开工,二次机也选用瑞士布克哈德 型号产品,年也因为柱塞跳动问题停工 次(全部出现在二段),为解决柱塞跳动问题,共进行 次检修(每次更换新的填料、柱塞及中心阀),年 月底出现一次柱塞跳动(二段)引起装置停工,之后一年多时间中再未出现柱塞跳动问题。本文主要以该国有企业 年开工的
4、装置二次机出现的各类情况为例展开研究和分析。分析柱塞跳动的原因分析 压缩机运转过程中应对柱塞跳动的处理方案及分析二次机的柱塞材质均为碳化钨材质,硬度大于 ,柱塞表面粗糙度要求为 (),在压缩机低压填料靠近中体侧的压盖上装有水平及垂直方向上电涡流式位置传感器来监控压缩机柱塞的跳动,并在此处安装温度传感器检测柱塞的温度。为保护设备并能够使装置连续运转,再根据专利商和厂家数据表柱塞跳动值,设定高报值为 ,高高报值为 。对多次二次机因柱塞跳动联锁停机前的运行数据分析发现在停机前,高压泄漏气温度、柱塞温度偏高。正常工作时的柱塞温度在 左右,高压泄漏气的温度在 之间,而在压缩机柱塞振动异常前首先反馈的是高
5、压泄漏气的温度会持续上涨,最高检测到 ,而柱塞温度最高检测到的值是 。从 上 个参数的趋势来看,首先变化的是高压填料的泄漏气温度,而后是柱塞温度的缓慢上涨,然后柱塞跳动值开始增加,在此情况下通过增加压缩机的气缸润滑油注入量对柱塞跳动并无明显改善,仅可降低高压泄漏气的流量。经过多次尝试发现,在此情况下适当增大该气缸对应的低压填料冷冲油流量,可以有效依次降低高压泄漏气温度和柱塞温度,从而降低柱塞跳动值。从上述情况来看,分析其过程为首先为压缩机高压填料的工作出现异常导致高压泄漏气量增大,因二次机二段中乙烯为超临界乙烯,在其降压过程中的温度变化遵循逆焦耳汤姆逊定理(降压后气体温度上升),导致高压泄漏气
6、温度升高,高压泄漏气会进入到低压填料中,从低压泄漏气的流道排出收集,在此过程中导致低压填料升温(在冷冲油流量没有进行调节之前,低压填料的温度会因冷冲油的冷却作用,保持温度平稳),高压泄漏气通过低压填料时导致低压填料和柱塞的温度上升,低压填料的材质为铜合金,其热膨胀系数较大,升温后的低压填料及柱塞的配合间隙变小,从而导致柱塞的往复运动受阻,造成柱塞跳动值升高,所以当柱塞跳动值升高的时候增大对应的低压填料冷冲油流量会有效降低其振动,从而避免压缩机联锁,在实际生产中的情况也符合上述情况,在调整冷冲油后压缩机运转平稳,在生产过程中由于冷冲油量不足问题,也存在 个冷冲油泵同时启动,才能保证压缩机持续运行
7、。压缩机气缸润滑油注入量是依据厂家操作手册中最低注入量的要求来设定注油量。以 气缸的注油量为例,该气缸共设置 点注油,分别在高压填料两处(号注入泵),及导向环一处,由于导向环注入点位置为远端且油量需求较大,因此该点设置两个内部油注入泵(号注入泵),号泵头注入量设定值为 时,每 注故 障 分 析 年 期(总第 期)入时间为 ,号泵头注入量设定值为 时,每 注入时间为 ,号泵头注入量设定值为 时,每 注入时间为 ,号泵头注入量设定值为 时,每 注入时间为 ,上述时间基本符合压缩机手册要求,由公式()计算,()气缸的注油量为 小时。按此注入量在压缩机填料平稳工作的时候并无影响,但二次机出现波动时,按
8、此注油量持续运转易导致压缩机柱塞跳动出现问题。通过与厂家设计人员及工程师沟通,在以往实验中证明二次机高压填料中的 组填料环在压缩机正常运转过程中仅有一组填料环会承担主要密封作用,且在压缩机运转过程中会无规律(不定时及不确定位置)切换填料环来承担主要密封工作,这就造成每次压缩机填料环切换的过程中需要更多的气缸润滑油来进行磨合工作,根据经验,通常磨合期为 ,磨合期油量需求是正常工作时油量的 倍,在多次对因柱塞跳动联锁停机前的柱塞跳动曲线分析发现,柱塞跳动会无征兆突然升高直至连锁停车,此现象正符合填料环切换的实验结论,结合后续多次尝试,明确二次机二段的气缸润滑油 个注入量提高到 设定值的时候压缩机运
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