煤气压缩机的运行与操作技巧

下面以吸附制氢装置配套的2D10-30/17-BX型煤气压缩机为例，介绍活塞式煤气压缩机的操作。

（一）工艺流程简述

该套煤气压缩机是给吸附制氢装置配套的主要设备之一。工艺流程是通过外界煤气管道输送常温、常压的原料煤气，经过机前过滤器进入煤气压缩机的一级压缩和一级冷却后进入煤气的预处理系统（即图4-2中1号除油、除水工序，简称200号），将煤气中的萘、焦油、NH₃、H₂ S及其他芳香族化合物等杂质处理后，再经制氢系统过滤器返回至压缩机二级入口，经压缩机二级、三级压缩至1.7MPa（G）后作为原料气送到吸附制氢系统（即1号变压吸附工序，简称300号）。

吸附制氢系统流程如图4-2所示。

图4-2 吸附制氢系统流程

（二）煤气压缩机设备简介

该套煤气压缩机（2D10-30/17-BX型）为对称平衡两列三级水冷活塞式压缩机。其中一级复动，二、三级单动，气缸进气方向均为上进下出，增加了中间座。其一级排气量为30m³/min，二、三级排气量为30m³/min，一级吸入压力为0.03MPa、三级排气压力为1.7MPa。

1）煤气压缩机本体主要由机身、曲柄连杆机构、活塞、气缸、中间座等部分组成。气体是在三个气缸中分三级压缩完成的。左列为一级气缸；右列为二、三级气缸。两列气缸对称布置在机身的两侧。曲拐错角为180°。两列气缸中的活塞通过十字头、连杆与双拐曲轴的曲柄销相连接。当曲轴由电动机带动做旋转运动时，活塞在气缸中做往复运动，实现气体的压缩循环。

2）煤气压缩机工作时，0.03MPa煤气经由一级进气缓冲罐缓冲后，进入一级气缸。气体在一级气缸中被压缩到一定压力后，经一级排气缓冲罐进入中间冷却器冷却，再进入气液分离器中分离，然后去煤气的预处理系统。精脱后的气体通过二级进气缓冲罐进入二级气缸，继续压缩增压到较高压力，经二级排气缓冲罐进入中间冷却器及气液分离器后，再经三级进气缓冲罐进入三级气缸，压缩增压到额定压力，然后经三级排气缓冲罐及后冷却器冷却分离后，作为原料气送到吸附制氢系统。

3）煤气压缩机为三级有油润滑压缩。气缸镜面及密封填料的润滑，采用单独电动机驱动的柱塞真空式注油器润滑（该套机组采用润滑油牌号：美孚威格力528高速线材轧机循环油）。为防止气缸内压力的冲击，在气缸各注油口外装有单向阀，保证润滑油顺利进入气缸。在压缩机起动前，先起动注油器电动机为气缸、填料注油。中体设计为加长型，同时，将活塞杆填料设计为有前置填料及充氮空腔的密封结构，充有0.013～0.026MPa的氮气，避免泄露。中体下部装有球阀，用于定期排放其中的油污。

4）煤气压缩机一级为复动式的，即活塞被气缸盖和填料函密封在气缸中，活塞的内外侧同时工作。一级气缸每一工作腔各有吸气阀四个（有两个吸气阀口装余隙筒，轴侧一个，盖侧一个）、排气阀四个；二、三级为级差式，二级气缸轴侧工作，三级气缸盖侧工作，二、三级间通入二级吸气压力作为平衡腔；二级气缸工作腔有吸、排气阀各两个，三级气缸工作腔有吸、排气阀各一个，气阀为网状阀；压缩机冷却方式为水冷，冷却水均由气缸的下侧进入水套，从气缸盖的上侧排出；一级气缸，二、三级级差缸，油冷却器，一、二、三级冷却器采用并联方式冷却。

5）煤气压缩机传动机构润滑采用稀油强制润滑方式（该套机组采用润滑油牌号：美孚威格力528高速线材轧机循环油）。机身油池中的润滑油经油泵吸入并压出，送至油冷却器，经过过滤器后输送至各运动部件摩擦副，润滑后流回机身油池中供循环使用。

润滑油润滑系统流程如下：曲轴箱→粗过滤器→双油泵（通过单向阀换向）→油冷却器→双联过滤器（可切换）→曲轴中心孔→连杆大头→连杆小头→十字头滑道→曲轴箱。

循环润滑系统中设有主、辅油泵。煤气压缩机起动前先起动辅助油泵，油压达到正常值后，起动压缩机。当压缩机带动主油泵运行油压达到0.25MPa以上时，辅助油泵自动停止；当压缩机出现故障停机或主油泵润滑油压低于0.15MPa时，辅助油泵自动投入运行。

6）为保证煤气压缩机安全稳定运行，不因过载而引起事故，在每级压缩系统中都设有安全阀。此种安全阀为闭式结构。当气路系统中的压力超过额定压力的10%时，安全阀即自动开启，排出系统中的气体。在安全阀的卸荷法兰上安装排气管道，将安全阀排出的焦炉煤气引到煤气吸入管道或引至室外安全区域放空。

7）为了减少压缩气体中的油、水及其他冷凝液，该套压缩机配有气液分离器。它利用气流折转和气流撞击壁面的惯性使气液分离。分离的液体积聚在容器底部，由排污管排出。分离器装有一个浮子液位计。该液位计带有远传与显示的功能，除用以观察液面位置外，还能通过电信号控制自动进行排液（将设定的高度值转换成电信号）。

8）煤气压缩机与电动机采用钢性联轴器联接。联轴器和飞轮装有防护罩。

9）为了使煤气压缩机轻载起动和轻载停车，设计气管道时，在压缩机吸入管道与三级排气管道设置了旁通管道（以下称三回一管道），即在进气管道和排气管道之间接一旁通管道。管道中间加装截止阀（以下称三回一阀）。在压缩机起动前打开三回一阀，至压缩机起动运行正常后关闭三回一阀；在压缩机停车前，打开三回一阀，至压缩机正常停车后关闭三回一阀。

（三）煤气压缩机的主要参数

1.煤气压缩机的性能参数及主要技术指标（表4-4）

表4-4 煤气压缩机的性能参数及主要技术指标

（续）

（续）

2.报警及联锁（表4-5）

表4-5 报警及联锁

（四）运行操作步骤

1.煤气压缩机的初次试运行

对新安装的压缩机，在投入正常使用前，必须进行初次试运转。试运转分以下几个步骤进行：

（1）机组无负荷试运转

1）拆下所有进、排气阀，打开所有煤气管道阀（采取防尘措施，在室内清洁条件下进行）。此过程分两个阶段：第一阶段运转5～10min，停车检查；第二阶段运转60min。

2）各试验分阶段停车后应分别检查以下各项：

①机组各级运动机构有无冲击声。

②机组各连接处有无松动现象。

③各摩擦部分的温度有无过高现象，特别应注意主轴瓦和十字头滑道温度。

④十字头滑道和气缸镜面有无异常现象。

⑤润滑油压力是否在0.15～0.3MPa范围内。

（2）机组吹除试运转 机组装上进、排气阀，逐级吹除气缸、缓冲罐、冷却器和管道至排出的气体清洁为止，每级吹除不少于30min；停车后，应拆下进、排气阀清洗洁净，运转中和停车后除进行上述“（1）机组无负荷试运转”中的各项检查外，还应检查：

1）各级进、排气阀工作有无异常现象。

2）滑油温度有无超标现象。

（3）机组空气负荷试运转 以上两步试运转完成后，机组逐渐升压在不同负荷条件下（负荷分别为0.2MPa，0.4MPa，0.6MPa，0.8MPa，1.0MPa）进行试运转，每种负荷条件下运行时间应不少于60min。在运转中和停车后除进行上述（1）、（2）中的各项检查外，还应检查：

1）各油、水、煤气管路有无漏油、漏水、漏气现象。

2）各级管道连接法兰处及进、排气阀有无漏气现象。

3）各级传动机构有无过热、响声大等现象。

4）各级冷却水压力、温度、流量有无不正常现象。

5）机组一级排气温度≤180℃，二级排气温度≤160℃，三级排气温度≤110℃。

6）各级排气压力是否为规定值。

以上空气负荷试运转参数是按一级排出的气体全部进入二、三级考虑的，若实际试车时方案有变化，负荷值应做相应调整。

（4）机组引煤气带负荷试运转

1）压缩机通过空气试车，排除所有问题后，可进行引煤气带负荷试运转。在接通工艺管线（压缩机一级煤气吸入管道）之前，应先用氮气置换出压缩机内的空气。置换完成后，再接通工艺管线，用煤气将氮气吹除出去，起动主电动机，然后逐步升压至0.3MPa、0.6MPa、0.9MPa、1.2MPa、1.5MPa，分别运转1h、1h、1h、2h、2h，最后达到本机组额定排气压力1.7MPa。在额定排气压力下运转不少于4h。

2）在机组运转中和停车后，除进行上述（1）、（2）、（3）中的各项检查外，还应检查：

①一、二、三级排气压力是否分别为0.23MPa/0.78MPa/1.7MPa。

②一、二、三级排气温度是否分别≤160℃/≤150℃/≤120℃。

③曲轴箱润滑油温度是否≤70℃。

④十字头滑道温度是否≤70℃。

⑤主轴瓦温度是否≤70℃。

⑥冷却水排水温度是否≤40℃。

⑦电动机有无过负荷现象。

⑧安全阀是否在规定指标下开启和关闭。

压缩机安装后在初次试运转过程中，机组各润滑点必须保证有充分的润滑油供给，以保证初期磨合均匀。因机件各处磨合有大量细碎金属粉粒和其他夹杂物进入润滑油内，故在初次试运转24h后，应对曲轴箱内油过滤器进行清洁，更换全部润滑油；当机组再次运行200h后再更换一次润滑油，在更换润滑油的同时，清洗曲轴箱内及油管路上油过滤器。

2.煤气压缩机正常运行向制氢装置系统供气

制氢装置系统具备了引煤气条件，煤气压缩机的正常起动操作步骤如下：

（1）煤气压缩机氮气置换

1）打开车前煤气吸入管道氮气置换阀、三级煤气出口管道放空阀及三回一阀，用氮气置换煤气压缩机内的空气，同时检查各级进、排气阀压盖是否紧固，不漏气，紧定螺钉是否顶紧。

2）打开一、二、三级缓冲罐排污阀，进行氧含量化验。

3）氮气置换合格后，关闭氮气阀，打开三回一阀。

4）打开车前煤气入口排污阀，排污后关闭。

（2）煤气压缩机煤气置换 打开车前煤气吸入管道入口阀，用煤气置换氮气，并观察煤气压缩机三级出口压力与一级进口压力基本均衡后，关闭三级放空阀。

3.起动前的准备工作

1）冷却系统打开煤气压缩机各级冷却器，一、二、三级气缸进、回水阀；检查各级回水管上的窥视镜中是否有水流动、水管路系统有无泄漏，确认供水压力达到规定值。

2）仪控系统检查仪表正常，联锁报警有效。

3）检查曲轴箱油位，低于油标2/3应加油。

4）将压缩机1号电控柜转换开关置于“自动”挡，油池电加热处于自动控制状态，确保油池油温在27～35℃之间。(www.xing528.com)

5）在1号电控柜按下“注油器电机启动”按钮，此时注油器电动机运行灯亮。注油器应达到规定的注油量（10滴/min）。

6）打开辅助油泵进口阀和出口阀，在操作柱上起动辅助油泵。此时辅助油泵运行灯亮。检查油管路系统是否畅通、无泄漏，循环油压达到规定值，油泵声音、振动无异常。

7）打开主油泵回油管道阀，然后打开主油泵排气阀，放气直到有油排出。

8）手动对压缩机盘车三整圈以上，盘车时注意听压缩机气缸、曲轴箱内有无异常声音。

9）将就地盘气量负荷调节开关置于0%挡，使压缩机具备空载起动条件。

10）打开压缩机一、二级煤气管道连通阀及三级放空阀。

11）打开低压密封氮气阀、泄漏气排放阀，并使减压阀后氮气压力保持在0.1～0.15MPa。

12）确认工艺制氢装置系统的200号、300号、400号系统氮气置换合格，具备接收煤气条件。

13）计算机做好系统运行准备，200号、300号、400号系统程序投入运行。

4.起动操作

1）在操作柱上起动1号煤气压缩机电动机。

2）1号煤气压缩机空载运行10min，检查煤气压缩机曲轴箱各级振动和声音有无异常，用听针听取各级吸、排气阀无异常声音。

3）将就地盘气量负荷调节开关置于100%档，使1号煤气压缩机加载运行。

4）调节三回一阀，控制三级出口压力保持在1.7MPa。检查煤气压缩机各级振动和声音有无异常变化，用听针听取各吸、排气阀无异常声音。

5）缓慢打开一级出口阀、二级入口阀，关闭一、二级煤气管道连通阀，向200号送气。

6）缓慢打开三级出口送气阀，同时关闭三回一阀，并保持三级出口压力不超过1.7MPa。向300号送气。

7）当主油泵运转正常后，在操作柱上停运辅助油泵，并保证供油总管压力在0.3～0.4MPa之间。

8）当煤气压缩机运行达到正常后，按操作标准对机组运行状况进行巡检和点检，随时注意观测压缩机各级压力值、温度值，排除异常现象，做好运行记录。

①润滑油压力表在0.15～0.3MPa范围，在任何情况下不能低于0.1MPa。

②曲轴箱内润滑油温度不超过70℃。

③曲轴主轴瓦温度不超过70℃。

④十字头滑道温度不超过70℃。

⑤一、二、三级排气温度分别不超过160℃/150℃/120℃。

⑥各级冷却器、气缸冷却水回水温度不超过40℃。

⑦检查注油器工作正常。注油量：气缸10～15滴/min，填料8～10滴/min。

9）按电动机和电控设备使用说明书要求监视各电气仪表读数，如：电源电压、电流、电动机定子温度、电动机轴承温度等在规定范围内。

10）检查压缩机各传动件运行是否有异响。

11）检查压缩机进气阀是否发热，进、排气阀声音是否正常。

5.正常停车

1）缓慢打开三回一阀，将一、二级煤气管道连通阀关闭，一级、二级、三级出口阀同时使后续系统停运或由2号煤气压缩机供气。

2）当三级出口压力降至0.05MPa时，停煤气压缩机电动机。

3）关闭机前煤气吸入管道入口阀。

4）关闭煤气压缩机低压密封氮气阀。

5）辅助油泵、注油器运行半小时后，停辅助油泵、注油器，关闭各级冷却器的进、回水阀。

6）用氮气对煤气压缩机本体及冷却器、管道等进行置换。

6.紧急停车

1）如有下列情况之一，必须紧急停车：

①煤气压缩机组任何部位发生冒烟或润滑油发生燃烧现象②。煤气压缩机组内部发生不正常的碰撞声或其他异响。

③曲轴箱内轴承温度发生急剧变化。

④因电气故障或误动作，仪表或控制系统失灵。

⑤因系统突然停电、停水或断油。

⑥厂房内出现焦炉煤气大量泄漏。

2）紧急停车操作：在电控柜按“煤气压缩机电动机停止”按钮，然后去煤气压缩机现场做停车处理。

7.倒机操作（以1号煤气压缩机运行，倒2号煤气压缩机运行为例）

1）在现场操作柱上启动2号煤气压缩机电动机。

2）2号煤气压缩机空负荷运行10min，检查煤气压缩机曲轴箱各级振动和声音有无异常，用听针听取各级吸、排气阀有无异常声音。

3）将就地盘气量负荷调节开关置于100%挡，使2号煤气压缩机加载运行。

4）调节三回一阀，控制三级出口压力保持在1.7MPa。检查煤气压缩机振动和声音有无异常，用听针听取各级吸、排气阀有无异常声音。

5）当2号煤气压缩机主油泵运转正常后，在操作柱上停止2号辅助油泵运行，并保证供油总管压力在0.3～0.4MPa之间。

6）缓慢打开一级出口阀、二级入口阀，关闭一二级煤气管道连通阀，向制氢系统200号送气，同时打开1号煤气压缩机一二级煤气管道连通阀，关闭一级出口阀、二级入口阀。

7）缓慢打开2号煤气压缩机三级出口送气阀，同时打开1号三回一阀，由2号煤气压缩机向工艺制氢装置送气。

8）1号煤气压缩机停车按正常停车步骤操作。

8.煤气压缩机操作注意事项

1）在辅助油泵起动前，即辅助油泵运行指示灯没亮时，不允许起动煤气压缩机。

2）煤气压缩机运行后，当一级压力与制氢系统200号工作压力基本相等时，才能打开阀，防止两端差压太大，造成煤气倒流或对吸附塔床层的冲击。

3）停车时，要将三级出口压力降至0.05MPa时方可停车，防止高压停车。

4）机组运行过程中，如发现漏气或紧定螺钉松动，必须停车检修。

5）按规定时间定期排污。

6）注意各供油点的供油情况及油量大小。

7）定期检查曲轴箱油位。

8）煤气压缩机运行参数必须符合规定值。

9）在对煤气压缩机进行巡检、点检过程中，若发现气、油、水的工作压力、工作温度及运动部件（如活塞组件、十字头组件、曲轴等）温度异常或发生不正常响声、撞击声等现象时，不能在线处理，应紧急停车。

10）煤气压缩机运转时，巡检应检查注油器是否运转（注油器故障无报警、联锁）。

11）为监视重要运行参数，还设有自动监控保护装置。当压缩机运行参数远离设计规定值，达到危险工况时，能及时自动发出声光报警和信号，并能自动联锁停车。自动保护装置如表4-6、4-7、4-8所示。

表4-6 控制测量仪表自动保护装置

（续）

注：“△”为自动保护显示。

表4-7 液位的自动保护装置

注：“Y”为自动保护显示。

表4-8 开车条件（允许压缩机起动）的自动保护装置

注：“Y”为允许压缩机起动自动保护显示。