【壓縮機(jī)網(wǎng)】摘要：公司兩套48000Nm3/h空分裝置配套壓縮機(jī)組由主壓縮機(jī)DMCL1204+2MCL1203、增壓機(jī)3BCL527、變速器及汽輪機(jī)HNKS50/71/32組成。本文就兩套壓縮機(jī)組在試車過(guò)程中出現(xiàn)一些故障進(jìn)行了實(shí)際分析，并z*終找到處理方法。試車期間的有些故障是由于疏忽或考慮不周所導(dǎo)致的，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，能更好的注意試車中細(xì)節(jié)部分，為以后的機(jī)組試車做好鋪墊，避免同類故障發(fā)生。筆者所在公司年產(chǎn)40億立方米煤制天然氣項(xiàng)目一期工程中配套2x48000Nm3/h大型空分設(shè)備。其配套壓縮機(jī)組由汽輪機(jī)拖動(dòng)，汽輪機(jī)為雙軸伸結(jié)構(gòu)，排汽端與主空壓機(jī)中壓缸和低壓缸相連，進(jìn)汽端通過(guò)變速機(jī)驅(qū)動(dòng)增壓機(jī)。

　　壓縮機(jī)組由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠制造，主空壓機(jī)型號(hào)為DMCL1204+2MCL1203;增壓壓縮機(jī)型號(hào)為3BCL527。壓縮機(jī)共分為三缸、六段、十四級(jí)，經(jīng)四次中間冷卻和兩次水氣分離。在增壓機(jī)的出口還設(shè)置了末段冷卻器。 原動(dòng)機(jī)是由杭州汽輪機(jī)廠按引進(jìn)西門子公司技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的積木塊系列制造的HNKS50/71/32型全凝式反動(dòng)式汽輪機(jī)。變速機(jī)由MAGG公司設(shè)計(jì)制造。主空壓機(jī)低壓缸、中壓缸、汽輪機(jī)、變速機(jī)和增壓機(jī)之間均通過(guò)膜盤聯(lián)軸器相聯(lián)接[1]。

　　兩套壓縮機(jī)組在裝置試車投用過(guò)程中出現(xiàn)一些問(wèn)題，但在相關(guān)人員的共同努力下將運(yùn)行中出現(xiàn)的故障逐一予以解決，并于2013年10月試車一次成功。

　　1、機(jī)組工藝流程介紹

　　項(xiàng)目(一期)配有2套空氣離心壓縮機(jī)組，該機(jī)組是由主空壓縮機(jī)和增壓機(jī)組成，由汽輪機(jī)拖動(dòng)。汽輪機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器分別驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)和增壓機(jī)，如圖1所示。機(jī)組采用雙層布置，主機(jī)布置在二樓，輔機(jī)布置在一樓。

　　空氣s*先進(jìn)入自潔式過(guò)濾器，后分兩路進(jìn)入主空壓機(jī)，分別經(jīng)過(guò)低壓缸DMCL1204壓縮后在出口蝸室混合，混合后的氣體經(jīng)過(guò)一次冷卻和水氣分離后進(jìn)入下一級(jí)，即進(jìn)入中壓缸的一段進(jìn)行壓縮，氣體經(jīng)一段兩級(jí)壓縮冷卻分離后，進(jìn)入本缸內(nèi)的二段進(jìn)行一級(jí)壓縮后排出，至此，空壓機(jī)的全部壓縮過(guò)程，達(dá)到主空壓機(jī)的出口壓力(251000Nm3/h，0.532MPa)要求。

　　從分子篩純化器出來(lái)的干燥空氣(137000Nm3/h，0.49MPa)進(jìn)入增壓機(jī)一段壓縮，經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后中抽一部分氣體(4000Nm3/h，1.2MPa)。其余氣體進(jìn)入增壓機(jī)二段壓縮，經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后中抽一部分氣體(53000Nm3/h，2.74MPa)做膨脹氣。z*后一部分氣體進(jìn)入增壓機(jī)三段壓縮，經(jīng)過(guò)z*后一級(jí)冷卻器冷卻后進(jìn)入冷箱高壓板式換熱器。

　　高壓蒸汽(8.8MPa，510℃)經(jīng)電動(dòng)閘閥、速關(guān)閥、調(diào)速汽閥后進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功。為了降低開車時(shí)的啟動(dòng)阻力矩，汽輪機(jī)配置了頂軸油泵和手動(dòng)盤車裝置。做功后的乏汽排入空冷器，在其中乏汽被冷凝為水，冷凝液由冷凝液泵送出界區(qū)。

　　2、機(jī)組試車中的故障分析及處理

　　2.1 試車準(zhǔn)備中真空度過(guò)低

　　在試車準(zhǔn)備工作中，汽輪機(jī)建立的真空度一直臨近跳車值，效果不是很好，一旦汽輪機(jī)暖機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)，很可能因?yàn)檎婵斩冉档投?。查看相關(guān)設(shè)備的真空度試驗(yàn)報(bào)告，結(jié)果合格?，F(xiàn)場(chǎng)人員開始全面檢查凝汽系統(tǒng)，檢查時(shí)可用輕盈的布條靠近設(shè)備及管道的法蘭或螺紋的密封處，觀察是否有吸粘現(xiàn)象。z*終原因?yàn)槠啓C(jī)排氣壓力測(cè)點(diǎn)引氣管的螺紋連接點(diǎn)密封不好。旋緊螺紋后還是輕微泄露，而且由于汽輪機(jī)在暖機(jī)期間，只能涂抹密封甘油隔絕密封，待停車后需要重新處理。

　　2.2 機(jī)組回油不暢通，大量油煙外排

　　在壓縮機(jī)組試車前期，壓縮機(jī)組聯(lián)軸器護(hù)罩的全部排油煙管出現(xiàn)大量油煙并伴隨有噴油現(xiàn)象，且回油管線一直趨于滿管回油狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員研究決定加高排煙管線以減少噴油量，并將回油管線沿回油方向降低高度。經(jīng)改變后仍然有大量油煙外排。排查原因時(shí)發(fā)現(xiàn)排煙風(fēng)機(jī)排氣量很小，油箱未能保住微負(fù)壓，初步懷疑是其功率不滿足條件。后檢查排煙風(fēng)機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然風(fēng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)排煙，但由于接線問(wèn)題，使其反轉(zhuǎn)導(dǎo)致葉輪葉片由后彎型變成了前彎型，大大降低了排煙能力。修正后排煙管線不再出現(xiàn)油煙，并有倒吸現(xiàn)象，證明了油箱、軸承箱、聯(lián)軸器護(hù)罩及回油管線存在微負(fù)壓現(xiàn)象。

　　2.3 聯(lián)動(dòng)試車中增壓機(jī)瓦溫過(guò)高

　　空分Ⅱ系列壓縮機(jī)組自2013年7月27日至8月8日，三機(jī)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行共三次，增壓機(jī)兩塊支撐瓦四個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)中三個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)超過(guò)報(bào)警值。其中7月27日轉(zhuǎn)速升至3452rpm，一個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到跳車聯(lián)鎖值;8月1日轉(zhuǎn)速升至4294rpm，兩個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)分別達(dá)到報(bào)警，8月8日轉(zhuǎn)速升至333.6rpm，兩個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)分別達(dá)到跳車聯(lián)鎖值。

　　停車后對(duì)增壓機(jī)軸瓦進(jìn)行拆檢，結(jié)果為驅(qū)動(dòng)端側(cè)徑向軸瓦過(guò)熱，下瓦損傷0.01-0.02mm，非驅(qū)動(dòng)側(cè)軸瓦無(wú)磨損，溫度探頭安裝正常。此支撐瓦為美國(guó)沃克沙公司制造的可傾瓦軸承，經(jīng)對(duì)軸瓦、進(jìn)油壓力及回油量和溫度進(jìn)行研究，分析原因可能為：1、軸瓦徑向間隙過(guò)小，瓦塊的支撐點(diǎn)不正確導(dǎo)致進(jìn)油后形成不了油楔;2、瓦背進(jìn)油流道過(guò)小，不滿足正常運(yùn)行時(shí)的進(jìn)油量;3、回油不暢通，導(dǎo)致在軸瓦里的油無(wú)法順利帶走熱量。處理結(jié)果為：1、修正軸瓦徑向間隙，下瓦塊進(jìn)油側(cè)加開10um*8mm油楔;2、瓦背進(jìn)油流道開寬8mm;3、增加擋油環(huán)的徑向間隙，在下瓦回油外槽和上瓦擋油環(huán)出開孔槽減小回油阻力。后經(jīng)再次三機(jī)聯(lián)動(dòng)，之的試運(yùn)行過(guò)程中增壓機(jī)軸瓦溫度已趨于正常。

　　2.4 汽輪機(jī)集液箱液位異常

　　汽輪機(jī)排汽系統(tǒng)中熱井和集液箱底部與上部都由管道聯(lián)通，將兩設(shè)備的氣側(cè)及水側(cè)都使之聯(lián)通。在Ⅱ系列汽輪機(jī)單機(jī)試車過(guò)程中，出現(xiàn)熱井與集液箱的液位不同的現(xiàn)象。集液箱的液位顯示已經(jīng)為滿液位，但熱井還沒(méi)到高液位聯(lián)鎖(本裝置熱井液位過(guò)高時(shí)會(huì)聯(lián)鎖啟動(dòng)備用凝結(jié)水泵)?，F(xiàn)場(chǎng)看來(lái)是熱井內(nèi)部凝結(jié)水由凝結(jié)水泵打入抽氣器換熱器中，經(jīng)換熱后又回流到熱井中，此時(shí)凝結(jié)水由于在一定真空狀態(tài)下溫度過(guò)高導(dǎo)致大量汽化。氣側(cè)平衡管由于管道口徑過(guò)小，熱井上部壓力大于集液箱上部壓力，使集液箱內(nèi)凝結(jié)水無(wú)法順利流入熱井中產(chǎn)生液位不同現(xiàn)象。后經(jīng)過(guò)外送冷凝液及向熱井中補(bǔ)充脫鹽水，使凝結(jié)水溫度降低到飽和溫度后，兩設(shè)備的液位基本達(dá)到平衡。

　　2.5 增壓機(jī)出口管道振動(dòng)劇烈

　　空分Ⅰ系列壓縮機(jī)組于9月1日三機(jī)聯(lián)動(dòng)試車，轉(zhuǎn)速升至3400rpm時(shí)，增壓機(jī)一段出口管線發(fā)生劇烈的振動(dòng)現(xiàn)象并伴隨著強(qiáng)烈噪音，查看一段冷卻器后壓力測(cè)點(diǎn)，顯示壓力未滿足工藝指標(biāo)，變速器低速軸振動(dòng)值及支撐瓦溫度值都加劇上升，z*終達(dá)到報(bào)警值，試車被迫停止。

　　停車后經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)，增壓機(jī)二段進(jìn)氣側(cè)軸端密封磨損并發(fā)生粘連現(xiàn)象，增壓機(jī)軸端軸端密封口環(huán)向外竄動(dòng)2mm。后經(jīng)設(shè)備故障排查認(rèn)定增壓機(jī)一段冷卻器進(jìn)出口存有盲板，導(dǎo)致增壓機(jī)一段出口阻力加大且二段入口流量降低而引起機(jī)組喘振。建議后續(xù)裝置試車階段，加大試車前的檢查力度，對(duì)開車條件逐一檢查并登記造冊(cè)，明確職責(zé)，以保證設(shè)備平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

　　2.6 機(jī)組盤車脫扣時(shí)軸振動(dòng)過(guò)高

　　本機(jī)組采用電動(dòng)盤車裝置配套帶有SSS離合器，SSS表示“同步自動(dòng)移位” ，即離合器的驅(qū)動(dòng)和被驅(qū)動(dòng)齒牙是分階段進(jìn)行，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)動(dòng)軸嚙合時(shí)完全相同的速度運(yùn)行，當(dāng)輸入速度相對(duì)于輸出速度減慢，離合器自動(dòng)分離，也就是說(shuō)當(dāng)盤車轉(zhuǎn)速小于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，盤車工作就自動(dòng)停止。

　　在機(jī)組剛剛啟動(dòng)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，增速器的振動(dòng)值在某一時(shí)刻瞬間升高，并達(dá)到聯(lián)鎖值導(dǎo)致跳車，振動(dòng)探頭檢查后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，后又經(jīng)幾次啟動(dòng)，雖然沒(méi)有跳車，但振動(dòng)也達(dá)到了接近聯(lián)鎖值，后隨著轉(zhuǎn)速增加，振動(dòng)值降低到正常值。分析此現(xiàn)象初步得出結(jié)論為，SSS離合器在自動(dòng)脫扣時(shí)會(huì)使其輸出軸跳動(dòng)，導(dǎo)致增速器低速軸振動(dòng)瞬間升高，這也說(shuō)明SSS離合器在盤車裝置中應(yīng)用還需進(jìn)一步改進(jìn)。

　　2.7 增壓機(jī)軸振動(dòng)過(guò)高在線監(jiān)測(cè)分析

　　9月25日，Ⅰ系列壓縮機(jī)組三機(jī)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行試車，增壓機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1967rpm時(shí)機(jī)組溫度、振動(dòng)正常。當(dāng)轉(zhuǎn)速升至3944rpm時(shí)，增壓機(jī)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)達(dá)到聯(lián)鎖值，機(jī)組跳車。后再次啟動(dòng)了三次，轉(zhuǎn)速分別為3246rpm、3173rpm、3177rpm時(shí)，其振動(dòng)測(cè)點(diǎn)都達(dá)到聯(lián)鎖值，導(dǎo)致機(jī)組跳車。

　　由于多次啟動(dòng)，增壓機(jī)進(jìn)口流量均偏低，出口壓力指示也達(dá)不到正常工況，疑似管線阻塞。將增壓機(jī)二級(jí)出口管線止逆閥拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)閥門嚴(yán)重銹蝕。處理后再次開車，但轉(zhuǎn)速升至3148rpm時(shí)，由于振動(dòng)過(guò)高再次聯(lián)鎖跳車。

　　公司針對(duì)此次連續(xù)跳車現(xiàn)象，決定采用由河南電力中心實(shí)驗(yàn)所狀態(tài)檢修中心聯(lián)合深圳創(chuàng)為實(shí)技術(shù)發(fā)展有限公司共同開發(fā)的S8000大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱S8000系統(tǒng))[2]對(duì)增壓機(jī)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。通過(guò)圖譜進(jìn)行分析診斷，自振動(dòng)趨勢(shì)增大開始，對(duì)應(yīng)的各轉(zhuǎn)速下，一倍頻明顯，低頻及高頻成分不明顯;心軌跡為標(biāo)準(zhǔn)橢圓;相位隨工作轉(zhuǎn)速漸變，振幅逐漸增大，重復(fù)性較好;判斷為典型的不平衡現(xiàn)象。運(yùn)行初期，介質(zhì)純凈，不可能出現(xiàn)結(jié)垢，而且振幅不是階梯行急劇增大，z*終診斷為葉輪吸入某些異物，堵塞流道。

　　停機(jī)拆卸查看，發(fā)現(xiàn)增壓機(jī)二段葉輪里塞有手套一只。再次開機(jī)時(shí)振值穩(wěn)定。對(duì)于有開口的設(shè)備，施工安裝及檢修時(shí)必須用臨時(shí)盲板堵死。以防止有雜物進(jìn)入，影響機(jī)組安全運(yùn)行。

　　2.8 因儀表故障導(dǎo)致機(jī)組跳車

　　10月20日下午5點(diǎn)25分，Ⅰ系列壓縮機(jī)組增壓機(jī)軸瓦溫度突然超過(guò)聯(lián)鎖值導(dǎo)致機(jī)組跳車。機(jī)組軸瓦上安裝的是分度號(hào)為Pt100的測(cè)溫鉑熱電阻，測(cè)溫元件檢測(cè)出軸瓦溫度信號(hào)引至控制室進(jìn)行顯示并監(jiān)控[1]。當(dāng)時(shí)在顯示溫度曲線上可以看出溫度值開始時(shí)趨于平穩(wěn)，突然在正常值與報(bào)警值之間跳動(dòng)，后跳動(dòng)幅度增大導(dǎo)致跳車。經(jīng)過(guò)儀表人員懷疑是線路虛接，而且檢查發(fā)現(xiàn)出廠時(shí)溫度變送器設(shè)置為熱電阻元件斷路時(shí)，溫度取值為無(wú)限高。

　　將溫度變送器設(shè)置改為電阻斷路時(shí)溫度取值為零， 再次啟動(dòng)機(jī)組，達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)，該溫度測(cè)點(diǎn)還是存在跳動(dòng)，觀察期間其值突然顯示為零，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又速升到聯(lián)鎖值跳車。初步判斷為熱電阻元件的端子虛接或接觸不良，導(dǎo)致開始時(shí)斷開阻值無(wú)限大，溫度顯示為零，后又在虛接過(guò)程中使阻值降到聯(lián)鎖值以上且沒(méi)超量程的狀態(tài)，使之跳車。本人認(rèn)為應(yīng)在溫度變送器后加時(shí)間延時(shí)，阻值無(wú)限大的時(shí)間一旦超過(guò)設(shè)定時(shí)間就默認(rèn)為斷路故障。這樣就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槎俗犹摻踊蚪佑|不良導(dǎo)致的跳車現(xiàn)象。

　　3、結(jié)語(yǔ)

　　隨著空分行業(yè)未來(lái)的快速發(fā)展，配套壓縮機(jī)組的應(yīng)用將會(huì)更為廣泛，我國(guó)大型離心壓縮機(jī)組的制造和生產(chǎn)能力也逐步走向成熟。在機(jī)組的調(diào)試運(yùn)行中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、細(xì)致操作、故障深入分析，這些都會(huì)為以后空分裝置順利運(yùn)行打下結(jié)實(shí)基礎(chǔ)。(文/遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司 王健男 崔文雯)

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司，DMCL1204+2MCL1203+3BCL527離心壓縮機(jī)使用說(shuō)明書

　　[2] 李力等，S8000大機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在河南姚孟電廠的應(yīng)用，大型發(fā)電機(jī)組振動(dòng)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 2003

　　作者簡(jiǎn)介：

　　王健男 男，畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程，現(xiàn)在遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司從事空分設(shè)備管理工作。

　　崔文雯 女，助理工程師，畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)，現(xiàn)在遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司從事設(shè)備運(yùn)行工作。