摘　要 ：介紹了雙軸不銹鋼壓力表的燃空比，描述了一起燃空比異常上漲故障，分析了燃空比異常上漲原因。對采取的解決措施進(jìn)行簡單介紹，以期為采用同型號不銹鋼壓力表的單位提供技術(shù)參考。

    中國海洋石油富島有限公司化肥二部是設(shè)計(jì)年產(chǎn)45萬 t合成氨、80萬 t 尿素裝置，于2003年建成投產(chǎn)。合成氨裝置采用的是 KBR（凱洛格布朗）工藝�？諝鈮嚎s機(jī)是由 GE 公司研制、生產(chǎn)的 MS5002C 型雙軸不銹鋼壓力表驅(qū)動。高壓透平驅(qū)動軸流式壓縮機(jī)產(chǎn)生燃燒空氣，低壓透平驅(qū)動離心式空氣壓縮機(jī)（負(fù)載），高低壓透平之間沒有機(jī)械連接。如圖1，過濾的空氣經(jīng)過軸流式壓縮機(jī)提壓后進(jìn)入燃燒桶，與來自噴嘴的天然氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)膺M(jìn)入高壓透平做功，而該高壓透平驅(qū)動著軸流式壓縮機(jī)，形成高壓軸。燃?xì)饫^續(xù)對低壓透平做功，驅(qū)動負(fù)載，形成低壓軸。

    1 燃空比介紹
    中國海洋石油富島公司不銹鋼壓力表啟動是采用 CH4含量在89% 的富氣，正常生產(chǎn)時采用的是 CH4含量在60%~63% 的貧氣的氣源作為燃料，燃?xì)庀到y(tǒng)流程如圖2 ；

    針對此種情況，為了保護(hù)不銹鋼壓力表的運(yùn)行安全，GE 公司在 MS5002C 型號不銹鋼壓力表上設(shè)置了燃空比即 P4PCC 聯(lián)鎖，低聯(lián)鎖值為1.0，高聯(lián)鎖值為1.2；P4PCC就是燃?xì)饪偣軌毫HP與軸流式壓縮出口空氣壓力CPD之比。具體公式如下：

    由以上公式可以看出，影響燃空比（P4PCC）值的直接因素為燃?xì)膺M(jìn)入燒嘴前壓力和軸流式壓縮機(jī)出口壓力。

    2 事故描述
    2017年6月27日3 ：20合成裝置負(fù)荷68.5t/h，101JGT 負(fù) 荷93.2%，不銹鋼壓力表（以下簡稱101JGT）燃空比 P4PCC 在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下由1.170突然上漲至1.191，接近聯(lián)鎖值1.2。查看101JGT 高、低軸負(fù)荷、排氣溫度、IGV 閥位、101J出口流量工藝空氣流量 FI1004、天然氣組分等參數(shù)的趨勢發(fā)現(xiàn)均未有相對應(yīng)的異常波動 ；軸流式壓氣機(jī)出口壓力 CPD 也未見有波動，只有燃?xì)饪偣軌毫?GHP 壓力波動較大，并與P4PCC 波動趨勢一致，初步判斷 P4PCC 異常波動是因?yàn)槿細(xì)饪偣軌毫?6GN1/2/3變送器故障引起的波動，因在線處理風(fēng)險(xiǎn)較大，故未處理 ；被迫聯(lián)系供氣終端將101JGT 燃?xì)?CH4組分由61.5% 提高至63%，P4PCC 值較終在1.170~1.180波動。在7月4日裝置因其他原因停車期間，對101JGT 進(jìn)行了離線清洗、速比閥拆檢、96GN1/2/3變送器校驗(yàn)、更換入口過濾器濾芯等工作。但在7月9日開車后一個月時間內(nèi) P4PCC 又逐步從1.17上漲至1.194左右，后通過提高燃?xì)?CH4組分至65%、將系統(tǒng)負(fù)荷由68t/h 降至65t/h 等手段，勉強(qiáng)將 P4PCC 維持在1.185~1.193運(yùn)行。通過計(jì)算如在負(fù)荷68t/h，CH4 組分62% 的條件下，實(shí)際上 P4PCC 值應(yīng)該在1.23以上，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過聯(lián)鎖值。針對此情況，裝置提前進(jìn)入大修。

    3 處理過程
    根據(jù) P4PCC 的計(jì)算公式可知，影響 P4PCC 的直接因素就是 CPD 和 GHP 兩方面，因此針對這兩方面開始處理。

    3.1 CPD因素
    （1）軸流式壓縮機(jī)結(jié)垢會導(dǎo)致做功效率下降，出口壓力降低。在2017年4月及7月檢修過程中對軸流式壓縮進(jìn)行了離線清洗，并改進(jìn)了清洗方式，由原來的：拖動—加清洗液清洗—加水沖洗—吹干，改為 ：拖動—加清洗液清洗—停機(jī)侵泡—拖動加水沖洗—吹干 ；清洗次數(shù)由以前的清洗兩次增加到三次，通過觀察對比清洗后的污水樣本，發(fā)現(xiàn)清洗效果好。
    （2）軸流式壓氣機(jī)入口濾網(wǎng)臟，導(dǎo)致入口壓力低。2017年4月更換濾芯，在7月停車時檢查濾芯較為干凈，為有明顯灰塵，并且壓差也未明顯上漲。在9月檢修過程中對軸流式壓縮機(jī)檢修開蓋，發(fā)現(xiàn)軸流式壓縮機(jī)總體情況較為良好，結(jié)垢情況較輕，只是在低溫段末端發(fā)現(xiàn)有少量葉片結(jié)垢，說明離線清洗效果好。因此，可以判斷出軸流式壓縮機(jī)運(yùn)行情況良好，不是影響 P4PCC 上漲的主要原因。

    3.2 GHP因素
    通過不銹鋼壓力表運(yùn)行數(shù)據(jù)（見表1）對比可以看出，GHP 值上升幅度明顯大于 CPD，并且 CPD 與 GHP 間差值明顯增大（4月為4，7月為 -9），說明 P4PCC 上漲主要就是 GHP 壓力的上漲，與燃?xì)饨M分、負(fù)荷、CPD 等因素?zé)o關(guān)。針對此情況我們做了如下工作 ：

    （1）在7月臨時停車期間對96GN1/2/3變松器進(jìn)行排表及校驗(yàn)，確認(rèn)變送器正常 ；拆檢 SRV、GSV 閥，也未發(fā)現(xiàn)有卡澀磨損現(xiàn)象，現(xiàn)場調(diào)試閥門動作靈活，因此排除了變送器及閥門影響 GHP 壓力上漲的因素。
    （2）在2017年4月檢修發(fā)現(xiàn)101JGT 的12個燒嘴口處均有結(jié)焦現(xiàn)象，縮小了燒嘴噴嘴流量，后通過干冰清洗了燒嘴噴嘴后回裝。2017年9月拆檢時又發(fā)現(xiàn)12個燒嘴噴嘴處均有積碳，并且燃?xì)夤芫�內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)有油脂積層。結(jié)合4月份檢修情況判斷，懷疑燒嘴內(nèi)部可能存在結(jié)垢情況，安排人員拆開燒嘴內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)旋流器上有大量結(jié)垢，噴嘴芯上也有較嚴(yán)重積碳（見圖3~ 圖6）。后排查發(fā)現(xiàn)進(jìn)入101JGT 的天然氣在低溫時有夾帶凝析油現(xiàn)象。

    針對此情況對12個噴嘴進(jìn)行拆解干冰清洗，清洗效果非常好，并更換了12個新燃燒桶和軸流式壓縮機(jī)及高壓軸。

     4 P4PCC異常上漲原因分析
    本機(jī)組采用的是空氣霧化噴嘴，它是利用壓縮空氣的噴散作用使燃料霧化。由于燃?xì)庵袏A帶有凝析油，凝析油中含有重質(zhì)碳?xì)浠衔锖碗s質(zhì)成分，它的特點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、黏度大、沸點(diǎn)高、揮發(fā)性差，并含有大量由硫（S）、鉛（Pb）、鉀（K）、鈉（Na）、鈣（Ca）、鎂（Mg）等元素的化合物組成的灰分，這些都難以揮發(fā)和燃燒，容易在旋流器上、噴油嘴的出口端面上及火焰桶的前端形成積碳、積焦。在旋流器上積碳會導(dǎo)致燃燒效率下降 ；在噴油嘴出口端面積碳，噴霧油錐會因此而偏斜，霧化質(zhì)量降低、燃燒效率進(jìn)一步惡化，由于101JGT 轉(zhuǎn)速自動控制已投入運(yùn)行，為了保證轉(zhuǎn)速，控制系統(tǒng)只能提高燃?xì)饪偣軌毫?GHP 來維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 ；而凝析油中含有灰分和雜質(zhì)，它們在燃燒后析出，使得燃?xì)饬鞯赖耐髅娣e變小而進(jìn)一步提高了 GHP 的壓力，較終導(dǎo)致 P4PCC 的大幅上漲。

    5 結(jié)束語
    通過本次檢修處理后，目前不銹鋼壓力表 P4PCC 運(yùn)行狀況良好，在系統(tǒng)負(fù)荷70t/h CH4 60.5% 的情況下 P4PCC 在1.15~1.16運(yùn)行，截止到目前運(yùn)行6個月也從未發(fā)生異常波動情況，說明此次 P4PCC 異常波動的源頭就是燃?xì)庵袏A帶凝析油所致。針對此情況，目前做了如下應(yīng)對措施 ：①聯(lián)系供氣終端減少凝析油夾帶現(xiàn)象。②加強(qiáng)天然氣分離器的排油。③在進(jìn)界區(qū)燃?xì)夤芫�上增加除油裝置。