Поиск по сайту

Модернизация клапанов поршневого компрессора факельного газа

Рабочие параметры и зафиксированный результат
КомпрессорПоршневые компрессоры факельного газа L5.5/8/40, агрегаты № 5 и № 8.
Газовая средаФакельный газ; опубликованный анализ включает H₂, углеводороды C₅ и H₂S.
Давление и температураНагнетание 1-й ступени: 0,18–0,23 МПа и 60–110 °C; 2-й ступени: 0,5–0,75 МПа и 90–130 °C.
Частота вращенияВ опубликованном примере не указана.
Исходное состояние или механизм отказаСильное коксообразование; повторные отказы клапанов первой или второй ступени, интервалы 145–664 часов в 2008 году.
Решение RONDERКлапаны для загрязнённых газов с пластинами PEEK, пружинами 17-7PH, сёдлами 3Cr13 и защитным покрытием седла.
Зафиксированный результатЗаписи за 2009 год: 5 520 часов на агрегате № 5 и 2 136 часов на № 8; на даты учёта оба комплекта продолжали работать.

После расширения установки на одном нефтеперерабатывающем предприятии межремонтный период клапанов компрессоров факельного газа сократился; на пластинах, сёдлах и опорах пружин образовались значительные коксовые отложения. Заказчик испытал клапаны RONDER для загрязнённых газов с пластинами PEEK, пружинами 17-7PH и сёдлами 3Cr13. Записи эксплуатации за 2009 год показывают наработку новых клапанов на двух агрегатах 5 520 и 2 136 часов; на соответствующие даты учёта оба комплекта продолжали работать.[1]

После ввода новых установок период работы клапанов сократился

Предприятие использовало поршневые компрессоры L5.5/8/40 для утилизации факельного газа. Рабочие данные компрессора приведены в таблице 1.

Таблица 1. Рабочие параметры компрессора

Мощность/кВтДавление нагнетания первой ступени/МПаТемпература нагнетания первой ступени/°CДавление нагнетания второй ступени/МПаТемпература нагнетания второй ступени/°CРасход в стандартном состоянии/(м³/мин)
2300,18—0,2360—1100,5—0,7590—13040

После завершения основной части реконструкции нефтеперерабатывающего предприятия в 2006 году последовательно вводились установки гидрирования, перегонки и коксования. Часть газов по существующим факельным линиям поступала в газгольдер и компрессоры. Сравнение состава в аналогичные периоды 2008 и 2005 годов показало увеличение содержания водорода и углеводородов C₅.[1]

Таблица 2. Водород, C₅ и сероводород в составе газа

Дата отбораH₂/%C₅/%H₂S/%
2008-04-16479,71,7
2008-03-12488,32,3
2008-02-20418,81,5
2005-04-27257,52,8
2005-03-23291,23,5
2005-02-23271,51,4

Содержание приведено в объёмных процентах.

В ремонтных записях за 2008 год несколько раз отмечался ремонт из-за отказов клапанов первой или второй ступени; наработка между ремонтами составляла 145—664 часа.[1]

Таблица 3. Наработка исходных клапанов и ремонтные записи

АгрегатДата началаДата окончанияНаработка/чПримечание
5#2005-05-082005-11-16223316 ноября капитальный ремонт компрессора, замена клапанов
8#2005-06-082005-10-27221727 октября капитальный ремонт компрессора, замена клапанов
5#2008-08-152008-09-1766417 сентября отказ клапана первой ступени, ремонт
5#2008-09-172008-09-2516425 сентября отказ клапана второй ступени, ремонт
5#2008-09-252008-10-1014510 октября отказ клапана первой ступени, ремонт
8#2008-06-012008-06-1936319 июня отказ клапанов первой и второй ступени, ремонт
8#2008-06-192008-08-1349013 августа отказ клапана второй ступени, ремонт
8#2008-08-132008-09-1958019 сентября отказ клапанов первой и второй ступени, ремонт

Изменение фазового состава и коксовые отложения на клапанах

Анализ показал, что при увеличении содержания C₅ в процессе сжатия и расширения среды повышалась склонность среды к фазовому переходу; жидкость ударяла по пластине и седлу. При разборке на пластинах, сёдлах и опорах пружин обнаружили значительные коксовые отложения.[1]

Загрязнение, собранное на клапанах, при прикосновении имело порошкообразный вид. Анализ показал, что основными неорганическими элементами в масляных отложениях были сера (S), хлор (Cl) и железо (Fe). Это указывает на изменение состава газа и унос загрязнений как на основные факторы сокращения наработки клапанов.[1]

Изменение состава факельного газа, анализ ударов жидкости и наблюдения коксовых отложений на клапане

Результаты анализа среды и разборки клапана.

Изменение материалов клапана для загрязнённого газа

После анализа среды заказчик запросил решения у нескольких поставщиков и решил испытать клапаны RONDER для загрязнённых газов, изменив материалы пластины, пружины и седла.[1]

Пластины PEEK

Для среды с коррозионными компонентами, включая H₂S, и повышенным содержанием C₅ в новых клапанах применили пластины из PEEK (полиэфирэфиркетона).[1]

Изменение материала пружин

Результаты анализа химического состава пружины исходного клапана приведены в таблице 4.[1]

Таблица 4. Химический состав пружины исходного клапана

CSiMnPSCrNiMo
0,0530,4116,460,0250,00312,080,890,04

Единица измерения: массовая доля (w, %).

Анализ показал, что исходная пружина изготовлена из нержавеющей стали с высоким содержанием марганца и низким содержанием никеля. С учётом коррозионности среды и пластичности и вязкости материала пружины RONDER заменила материал на нержавеющую сталь 17-7PH с дисперсионным упрочнением.[1]

Анализ химического состава исходной пружины и выбор новой пружины 17-7PH

Выбор материала пружины.

Сёдла 3Cr13

Коррозионные компоненты, механические примеси и пыль в газе также влияют на работу седла. В новых клапанах применили сёдла из нержавеющей стали 3Cr13 и дополнительное покрытие поверхности, препятствующее загрязнению и коррозии.[1]

Новый клапан с седлом 3Cr13, пластиной PEEK и пружиной 17-7PH

Конфигурация материалов нового клапана.

Результаты эксплуатации

В 2009 году наработка новых клапанов на агрегате 5# составила 5 520 часов, на агрегате 8# — 2 136 часов; на даты учёта оба комплекта клапанов продолжали работать.[1]

Таблица 5. Наработка новых клапанов

АгрегатНачало учётаКонец учётаНаработка/чСостояние на дату учёта
5#2009-01-092009-08-285520Продолжал работать
8#2009-06-262009-09-232136Продолжал работать

Средняя наработка исходных клапанов за три последних периода на агрегатах 5# и 8# составляла 324,3 и 477,7 часа соответственно. Новые клапаны работали 5 520 и 2 136 часов и на даты учёта продолжали работать; это примерно в 17 и 4,5 раза больше исходной наработки соответственно.

Средняя недавняя наработка исходных клапанов и наработка новых клапанов на дату учёта

Сравнение средней наработки исходных клапанов с наработкой новых клапанов на дату учёта.

Отправить запрос на модернизацию клапана

Если клапаны компрессора факельного газа работают недолго, закоксовываются или часто повреждаются, направьте модель машины и краткое описание отказов на sales@ronder-valve.com, по возможности приложив:

  • ступень клапана, давления и температуры всасывания и нагнетания, частоту вращения и диапазон нагрузки;
  • состав среды, особенно тяжёлые углеводороды, коррозионные компоненты и унос примесей;
  • записи о работе и ремонтах клапанов, доступные фотографии повреждённых деталей и установочные материалы.

Источник

  1. «Модернизация клапанов поршневого компрессора факельного газа». Научно-технический журнал Гуанчжоуского нефтехимического предприятия, 2010, № 3, с. 32—35.

Направить чертежи и рабочие данные

Приложите в почтовом приложении чертежи CAD или SolidWorks, фотографии шильдика и таблицы рабочих параметров. Укажите формат и версию файла, модель компрессора и положение клапана.

Связаться с RONDER в WeChat

Отсканируйте код в WeChat, добавьте контакт и отправьте запрос.

QR-код RONDER для связи в WeChat

На телефоне сохраните QR-код и выберите его из галереи в сканере WeChat.

Сохранить QR-код