马文礼，刘俊生，马 龙，樊安宁，曹 童，刘 鹏

（1.中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003；2.神华新疆化工有限公司，新疆乌鲁木齐 831400）

1 引言

120万t/a加氢改质装置循环氢-氢气增压联合压缩机组由无锡压缩机股份有限公司制造，2台压缩机，一开一备。该压缩机是整个柴油加氢装置核心设备，也是装置的心脏，一旦机组出现问题停机，整个装置就要被迫停工，因此该进组运行工况的好坏直接决定装置的安全平稳生产以及经济效益[1]。该压缩机自2012年投产至今，因活塞杆磨损造成机组紧急切换维修及装置大幅度波动事故已出现多次，轻则活塞杆拉伤，重则活塞杆报废、氢气外漏。机组结构为四列一级，其中三列为循环缸，一列为氢气增压缸。压缩机的相关技术参数如表1所示。

本文针对近期发生的机组活塞杆磨损故障，并对其磨损原因进行深入分析，找出其频繁发生磨损的根本性原因，提出一定的改进措施，彻底解决了机组活塞杆磨损难题。

表1 压缩机相关技术参数

2 活塞杆磨损概述

2018.7.1 日夜班，20：20内操汇报改质循环氢压缩机K-3102+3301/A运行中右一活塞杆下沉201-ZT3402A探头低报（≤1.25 mm），班组安排外操去现场检查，循环机右一缸高位放空管温度37℃，无异常声音，填料温度37 ℃正常。联系仪表现场检查，仪表前来检查接线是否松动，将201-ZT3402A和201-ZT3403A对调显示，初步判定为探头故障问题，需停机后更换探头，班组监控运行。7.2日早上8：39左右内操汇报循环氢机A机右一缸轴下沉（201-ZT3402A）由正常值1.32 mm 直接跳至0.243 mm，趋势走直线。班组现场检查发现右一缸填料泄漏较大，高位放空管温度上升至60 ℃，填料泄漏介质穿透压缩机中体进入曲轴箱，曲轴箱呼吸阀处检测有可燃气和硫化氢。当班班组紧急切换机组，9：30机组切换完毕。2018年7月2日至4日，K-3102+3301/A拆检更换右一、右二缸填料，检查发现循环氢右一缸轴下沉探头201-ZT3402A端部碰磨局部缺损，右一缸活塞杆穿过中体隔板部位严重磨损（活塞杆上、下表面磨损严重），中体隔板填料磨损严重，中体隔板孔与活塞杆接触部位磨损翻边现象。

7月2日至7月4日机组进行维修，对右一活塞杆进行了更换，对右一缸中体隔板磨损部位修复，对右一缸、右二缸填料进行了更换。

3 磨损分析

（1）右一缸活塞杆与中体隔板内孔接触摩擦并产生高温，是造成活塞杆上下表面严重磨损的直接原因。

（2）metrix牌活塞杆下沉探头测量数据不稳定，数值变化大并造成误报警较多，操作人员无法准确判断活塞杆跳动的具体情况，久而久之麻痹大意无视DCS活塞杆位移的数据，导致活塞杆磨损加剧。

（3）该压缩机主填料采用的贺尔碧格公司产品，隔板填料采用的是无锡压缩机厂产品。厂家不统一，产品设计理念不一致，填料结构、材质、与活塞杆的间隙等均存在差异，所以一旦活塞杆跳动变大，与这2处填料的间隙变化及磨损情况也存在差异，这也是隔板填料损坏并造成活塞杆磨损的间接原因。

（4）活塞杆运行中出现大幅跳动是活塞杆与中体隔板内孔接触所致。由于中体隔板填料没有设计润滑、冷却，为确保正常使用隔板填料均采用自润滑材料。若设计、制造不良，中体隔板填料运行中摩擦产生的高温使填料运行过程中变形、翻边、局部脱落、形成磨料，就会造成与之接触的活塞杆跳动增大，跳动的活塞杆运行中与中体隔板或填料组件中金属部分接触，最终造成活塞杆表面损坏。这是造成活塞杆磨损的间接原因之一。活塞杆与中体隔板内孔间隙平均在3 mm以上，活塞杆与中体隔板接触说明活塞杆跳动较大，已过超过3 mm，由此可以看出活塞杆跳动范围远超出报警值≤1.25 mm。

（5）主填料接触部位的活塞杆表面完好，因此主填料大量泄漏是由于活塞杆运行中跳动大引起的。

4 改进措施

（1）统一设计厂家对隔板填料进行设计，选择好的自润滑材料，减少磨损产生的焦粉磨料以及活塞杆结焦情况发生，将原PEEK环改进为PTFE+铜合金的组合环，提高径向环的抗变形能力，消除PEEK环对活塞杆的磨损作用。

（2）为避免压缩机长期停用期间活塞杆表面非摩擦段结焦硬化，可能对探头及隔板填料磨损有影响。车间对停机时间超过一个月的循环氢压缩机组有计划地安排活塞杆表面油污及结焦情况清理。

（3）调整降低中体隔板填料氮封压力（目前由0.15 MPa降低至0.05 MPa），避免氮封压力高造成填料对活塞杆表面自压紧作用产生的高比压摩擦，降低填料磨损。

（4）将原来metrix品牌活塞杆测量探头更换为精度更高、测量更稳定的ab牌探头，与此同时将四列缸的活塞杆探头位移值由原来的≮2.0 mm提高至≮2.5 mm，监督仪表维修人员安装活塞杆下沉探头时严格控制仪表探头与活塞杆间距的新要求，避免运行中探头与活塞杆可能的碰磨。

5 结语

本文通过对压缩机活塞杆磨损进行分析，从填料函以及活塞杆探头故障表现入手，通过改进隔板填料材质、修改活塞杆探头位移值等措施，彻底解决了活塞杆填料磨损的问题，对防止活塞杆拉伤报废，机组填料氢气泄漏发生着火爆炸事故，保证装置安全运行具体积极作用。从当前改进措施实施后的应用效果看，截止至今未发生一起活塞杆磨损故障，同时也为国内相关石化设备人员处理类似问题提供了借鉴和参考。