隔膜压缩机金属隔膜故障原因分析及对策

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1、万方数据·76·柳树2010年增刊总第37卷隔膜压缩机金属隔膜故障原因分析及对策唐学敏(上海石油化工股份有限公司塑料事业部，上海200540)麓要：金属隔膜是隔膜压缩机的关键元件，隔膜的使用寿命关系到压缩机的长周期运行时间。以聚丙烯中试环管装王丙烯回收压缩机为例。从压缩机工况、压缩机液压油系统以及金属隔膜材料等方面寻找隔膜压缩机隔膜故障的原因，并从油温控制、工况优化和隔膜片优化方面探索延长隔膜压缩机膜片寿命的方法。关键词：隔膜压缩机；金属隔膜；原因分析；对策隔膜压缩机的关键元件是隔膜片，它的往复运动直接对气体做功，达到压缩和输送的目的。作为压缩机中动作频繁的组件，隔

2、膜材料要求具有较高的弹性极限和疲劳极限，以达到较长的使用寿命。但如果隔膜选型不当或在运行过程中操作不当，经常会发生隔膜破裂的现象。上海石化塑料部研究所聚丙烯中试环管装置在丙烯回收过程中，使用一台PPI公司5L一335235／U65型金属隔膜压缩机，主要用于丙烯气的压缩回收。该机为L型双缸、两级压缩水冷式压缩机。作为应用于化工装置的隔膜压缩机，其对安全的要求相对于一般隔膜压缩机有更高的要求，根据中试环管装置的特点，所选择的压缩机除了满足日常工艺要求外，在安全上也做了更高的考虑。所选用的金属隔膜组把工艺气体与液压油和润滑油部分完全隔离开以确保压缩气体纯净。其结构如图1所

3、示。“o”型密封环工艺气片图1PPI压缩机三层隔膜结构图1压缩机隔膜故障分析该机自安装使用以来，运行睛况基本正常，但由于聚丙烯中试环管装置作为一套试验装置，压缩机的开停车比较频繁，同时由于试验过程中，压缩机隔膜所处的工况条件较为复杂，多年运行发现金属隔膜的使用寿命仅为正常使用寿命的一半不到。特别是压缩机二段压缩隔膜的使用寿命相比较一段的使用寿命，明显缩短；同时，压缩机冬季油侧隔膜破损率比夏季明显升高。隔膜的频繁破损导致试验过程中经常需要停压缩机进行检修，给生产带来诸多不利。从以下几个方面分析了压缩机隔膜过早破裂的原因。1．1压缩机油温过低压缩机曲轴箱使用液压油为SH

4、ELLTELLUS150，在冬季气温低于18℃时，液压油的粘稠度较正常运行时要高很多。由于中试环管装置是一套试验装置，装置的开停车较一般的生产装置频繁，丙烯凹收压缩机的开停车频率较高。由于压缩机未设有油温加热系统，在压缩机启动初期，由于液压油温度过低、油粘稠度过高，导致液压油油压过低，不能很快建立液压油系统，在运行初期，膜片在压缩气体压力的作用下。每个循环都紧贴孔板，形成撞击，且在孔板上的导油孔处产生局部变形，这也势必造成膜片在未到设计寿命之前而破裂。1．2压缩机工作状况作为丙烯回收压缩机，其压缩的介质主要是气收稿日期：20lO一04—15作者简介：唐学敏(1964

5、一)，上海人，本科，工程师，主要从事石油化工设备管理工作。惫张嘴獬啪万方数据扔嬲2010年增刊总第37卷·77·相丙烯。但中试环管作为试验装置，在试验生产的过程中，在催化剂体系的稀释中大量地使用了正己烷、油脂等高沸点溶剂。由于这几种溶剂都未参与反应，在回收过程中都进入了丙烯回收压缩机。由于这几种溶剂的饱和蒸汽压比丙烯要低很多，其中最主要的溶剂正己烷的饱和蒸汽压如表1所示。表1正己烷饱和蒸汽压表温度，oC勉fIl燕汽压kPa304050607024．937．354．076．41066在以往的生产运行中，压缩机的出口温度控制在30～40℃，出口压力控制在1600～180

6、0kPa。而正己烷在回收气体中的摩尔分量达到1％一2一左右，根据气体分压理论，在原有的工作温度和压力下，正己烷非常容易液化，这也就导致了压缩机二段膜腔内原来气相的正己烷液化，对金属隔膜产生液相冲击，导致隔膜过早破损。1．3压缩机隔膜材质压缩机隔膜原采用特殊处理的301ss，其具有良好的机械性能，但其耐腐蚀性能相对要差一些，而在中试环管生产过程中，有少量的未反应的三乙基铝等腐蚀性介质进入回收系统，这些都是对压缩机隔膜的考验。同时，由于当初所选择的压缩机隔膜的厚度较薄，仅为O．3mill，其强度相对差一点，而三乙基铝与系统中微量的水反应产生微量的氧化铝颗粒，对隔膜的强度

7、也是一种考验。2压缩机隔膜延长使用寿命的措施隔膜使用寿命是隔膜压缩机的主要设计基础，当压缩机的机械设计、压力和容积等性能均达到要求，金属隔膜的寿命将决定压缩机的可靠性，而影响隔膜寿命的关键因素主要有液压油稳定性、压缩气体性质以及隔膜材质等。针对以上分析的压缩机隔膜过早破裂的原因，制定有以下几项改造措施：2．1增加液压油电加热系统对压缩机曲轴箱采用温度开关控制电热丝进行电伴热，根据使用温度环境决定是否使用油加热，当冬天环境温度低于18℃时，自动闭合开关对液压油进行电加热，高于60℃时，断开伴热开关，维持油温在设定温度范围内，防止由于油压过低产生的膜片撞击破损。2．