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壓縮機(jī)網(wǎng) >雜志精華>正文

螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施

  【壓縮機(jī)網(wǎng)】基本情況

  田灣核電站一期建設(shè)兩臺(tái)俄羅斯AES-91型壓水堆核電機(jī)組,裝機(jī)容量為2×106萬千瓦,電廠建有獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)站(01USC),其主要功能是向電站各個(gè)廠房供應(yīng)維修用壓縮空氣、部分門的開關(guān)供氣以及核反應(yīng)堆安全殼定期密封試驗(yàn)供氣。空壓站主要由5臺(tái)ZR型無油螺桿式空氣壓縮機(jī)以及附屬的RSCS 型干燥器、空氣儲(chǔ)罐、系統(tǒng)管道附件等設(shè)備組成。

  1、故障現(xiàn)象及處理過程

  北BOP空壓站3號(hào)空氣壓縮機(jī)自2016年6月以來一直存在頻繁加卸載現(xiàn)象,空壓機(jī)本體已經(jīng)過多次維修和保養(yǎng)發(fā)現(xiàn)無異常。根據(jù)長時(shí)間的觀察,懷疑與空壓機(jī)配套的3號(hào)干燥器吸附塔入口帶先導(dǎo)的氣動(dòng)閥有故障導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁加卸載,維修人員對干燥器進(jìn)行檢查并處理,發(fā)現(xiàn)干燥器氣動(dòng)閥先導(dǎo)閥排氣消音器堵塞,拆除消音器并清洗后回裝,重新啟動(dòng)壓縮機(jī),頻繁加卸載現(xiàn)象消失。

螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施

螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施

  2、原因分析

  2.1 事件分析

  田灣核電站5臺(tái)ZR型無油螺桿空氣壓縮機(jī),分別與5臺(tái)RSCS型干燥器配合工作向5個(gè)空氣儲(chǔ)罐供氣。編號(hào)從1到5,編號(hào)為3的空氣壓縮機(jī)(ZR-250型)發(fā)生多次發(fā)生頻繁加卸載故障。

  壓縮機(jī)的加載和卸載控制邏輯為:壓力上升時(shí),當(dāng)滿足管網(wǎng)壓力達(dá)到上限或本機(jī)壓力達(dá)上限兩者之間任一條件則壓縮機(jī)卸載(母管壓力先到上限,上位機(jī)控制卸載,本機(jī)達(dá)到上限,本機(jī)PLC控制卸載),但卸載完成后的第一次加載參數(shù)值則取決于先達(dá)到上限的這組數(shù)據(jù)(如本機(jī)PLC控制了卸載,則第一次加載也必須由本PLC控制),下一個(gè)循環(huán)的卸載值仍取先到一組數(shù)據(jù)。

  正常工況時(shí):壓縮機(jī)的加載和卸載由母管壓力控制,即空氣母管壓力在0.68MPa~0.75MPa間波動(dòng),發(fā)生異常情況時(shí)可能觸發(fā)壓縮機(jī)本機(jī)的卸載值,一旦觸發(fā)該值則很容易導(dǎo)致壓縮機(jī)頻繁加卸載。

  通過認(rèn)真的調(diào)查和分析,壓縮機(jī)頻繁加卸載過程如下:

  頻繁加卸載的第1個(gè)過程:本機(jī)壓力在0.88MPa左右時(shí)(此時(shí)管網(wǎng)壓力小于0.75MPa)恰好此時(shí)干燥塔AB塔進(jìn)行了切換(AB塔切換時(shí)間5分鐘一次,由干燥器控制,和壓縮機(jī)無關(guān))。由于干燥器故障(后面有詳細(xì)的分析)在切換過程中有一段時(shí)間內(nèi)兩個(gè)塔的進(jìn)口閥門都處于關(guān)閉狀態(tài),有可能會(huì)在瞬間導(dǎo)致本機(jī)出口壓力上升并觸發(fā)了本機(jī)壓力上限,壓縮機(jī)本機(jī)PLC控制壓縮機(jī)卸載。

  頻繁加卸載的第2個(gè)過程:通過上面的分析可知,當(dāng)本機(jī)出口壓力達(dá)上限觸發(fā)卸載時(shí),下一次加載必須由本機(jī)出口壓力下限值控制。當(dāng)出口壓力低于壓縮機(jī)加載值時(shí),壓縮機(jī)加載,由于壓縮機(jī)和干燥器之間管段很短而壓縮機(jī)出力較大
(Q=2304Nm3/h),在加載的前幾秒內(nèi),出口壓力會(huì)迅速增加(試驗(yàn)證明z*快迅速增加了0.45MPa左右,然后供入管網(wǎng),壓力緩慢增加),很容易導(dǎo)致本機(jī)出口壓力增加到壓縮機(jī)本機(jī)卸載值而管網(wǎng)的壓力還沒有增加到0.75MPa,再次觸發(fā)了本機(jī)的卸載上限值,壓縮機(jī)本機(jī)PLC再次控制壓縮機(jī)卸載。

  頻繁加卸載的第3個(gè)到第N個(gè)過程:重復(fù)第一個(gè)和第二個(gè)過程,壓縮機(jī)頻繁加卸載。

  通過上述的分析可知,下列3個(gè)原因,直接或間接的導(dǎo)致了壓縮機(jī)的頻繁加卸載。

  1.壓縮機(jī)在加載過程中,壓縮機(jī)出口壓力在瞬間上升;

  2.壓縮機(jī)本機(jī)卸載壓力設(shè)置較低;

  3.壓縮機(jī)本機(jī)加載壓力設(shè)定較高且和卸載壓力之間差值較小。

  為找出壓縮機(jī)頻繁加卸載的具體原因,對產(chǎn)生頻繁加卸載的3個(gè)條件逐條詳細(xì)分析,s*先對壓縮機(jī)在加載過程中壓縮機(jī)出口壓力在瞬間上升進(jìn)行仔細(xì)分析。經(jīng)分析認(rèn)為,由于干燥器AB塔進(jìn)口氣動(dòng)閥開關(guān)時(shí)間過長導(dǎo)致壓縮機(jī)出口壓力在瞬間上升。氣動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)、控制原理、故障原因及處理措施如圖3、圖4所示。

螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施
螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施

  干燥器吸附塔進(jìn)口氣動(dòng)閥控制原理如下:當(dāng)五位二通閥通電狀態(tài)時(shí),其閥門活塞右移到如圖4狀態(tài),母管的氣源從1處進(jìn)入,通過4再進(jìn)入氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)B孔,然后進(jìn)入兩個(gè)活塞中間,兩個(gè)活塞朝兩邊移動(dòng)帶動(dòng)齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),齒輪帶動(dòng)氣動(dòng)閥門的閥桿旋轉(zhuǎn)則打開氣門,排氣從活塞兩邊通A孔進(jìn)入五位二通閥2處,再從3處到消音器z*后排到大氣中(反之五位二通閥斷電時(shí)氣動(dòng)閥門關(guān)閉)。

  故障現(xiàn)象:干燥器AB塔進(jìn)口氣動(dòng)閥開關(guān)時(shí)間過長,3號(hào)干燥器吸附塔入口2個(gè)氣動(dòng)閥開關(guān)時(shí)間長達(dá)12秒(正常開關(guān)時(shí)間小于2秒)。

  故障原因:消音器發(fā)生堵塞造成排氣無法及時(shí)排出,排氣速度非常緩慢,氣動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞兩邊的壓差較小,從而導(dǎo)致活塞朝兩邊活動(dòng)速度緩慢,被齒輪帶動(dòng)的截止閥關(guān)閉速度較慢。

  處理措施:拆除五位二通閥門的兩個(gè)消音器后,發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)閥門開關(guān)時(shí)間迅速下降到1秒。將消音器酸洗并用壓縮空氣吹掃后安裝,氣動(dòng)閥開關(guān)時(shí)間為1.5秒。

  其次對壓縮機(jī)本機(jī)卸載壓力設(shè)置較低進(jìn)行分析和處理,經(jīng)現(xiàn)場檢查各個(gè)壓縮機(jī)本機(jī)的加卸載設(shè)定值均不太一樣,如下表所示:

螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施

  從表1中可以看出,3號(hào)空壓機(jī)本機(jī)的卸載壓力比其它幾個(gè)通道略低,在壓縮機(jī)加載的時(shí)候,如果由于干燥器故障導(dǎo)致壓縮機(jī)出口壓力在瞬間上升,這臺(tái)壓縮機(jī)更容易觸發(fā)壓縮機(jī)本機(jī)的卸載值。由此可知,3號(hào)空壓機(jī)本機(jī)卸載值較低是空壓機(jī)頻繁加卸載的促成因素之一。壓縮機(jī)本機(jī)卸載值越高越不容易導(dǎo)致頻繁加卸載,但通過和廠家專家的溝通得知,太高容易導(dǎo)致壓縮機(jī)本機(jī)超壓損壞。通過對幾臺(tái)壓縮機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),z*后認(rèn)為壓縮機(jī)本機(jī)卸載值設(shè)定在9.5-9.7barz*佳。

  處理措施:把壓縮機(jī)卸載值設(shè)定在9.7bar

  z*后對壓縮機(jī)本機(jī)加載壓力設(shè)定較高且和卸載壓力之間差值較小進(jìn)行分析。通過表1可知,不同壓縮機(jī)本機(jī)的加載值在修前也不一致,2號(hào)空氣壓縮機(jī)z*低,3-5號(hào)空氣壓縮機(jī)設(shè)定值較高。

  通過對壓縮機(jī)的試驗(yàn)可知,當(dāng)觸發(fā)了壓縮機(jī)本機(jī)卸載值時(shí),第二次加載必須由壓縮機(jī)本機(jī)PLC控制。如果本機(jī)加載值設(shè)定太高加上壓縮機(jī)入口到干燥器入口的管線很短,很容易導(dǎo)致壓縮機(jī)加載后,壓縮機(jī)出口的壓力迅速上升。由于壓縮機(jī)本機(jī)的加載和卸載壓力之間的差值較小,于是很快導(dǎo)致了壓縮機(jī)本機(jī)的第二次卸載。由此可知,本機(jī)加載值設(shè)定太高也是壓縮機(jī)頻繁加卸載的原因之一。

  此外,如果本機(jī)加載值設(shè)定過低,容易導(dǎo)致母管的壓力逐漸下降,z*后達(dá)不到系統(tǒng)用戶的要求。如下圖曲線所示。

螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因分析及糾正措施

  處理措施:將壓縮機(jī)本機(jī)的加載值設(shè)定在一個(gè)z*合適的參數(shù)值,通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)加載值設(shè)定在0.67-0.72bar之間z*佳。

  綜上所述,3號(hào)壓縮機(jī)頻繁加卸載的直接原因?yàn)椋?/span>

  當(dāng)壓縮機(jī)在加載過程中,由于壓縮機(jī)出口干燥器吸附塔入口氣動(dòng)閥門開關(guān)時(shí)間過長,導(dǎo)致壓縮機(jī)和干燥器間管線壓力超壓,從而觸發(fā)壓縮機(jī)本機(jī)卸載。

  3號(hào)空壓機(jī)壓縮機(jī)頻繁加卸載的根本原因?yàn)椋?/span>

  干燥器氣動(dòng)閥先導(dǎo)閥排氣消音器堵塞。

  3號(hào)空壓機(jī)壓縮機(jī)頻繁加卸載的促成因素如下所示兩條:

  1.壓縮機(jī)本機(jī)卸載值設(shè)定值較低;

  2.壓縮機(jī)本機(jī)加載值設(shè)定較高和卸載壓力之間差值較小。

  3、糾正措施

  通過對故障原因進(jìn)行分析,準(zhǔn)備采取如下措施保證空氣壓縮機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行:

  1.對1號(hào)到4號(hào)干燥器氣動(dòng)閥先導(dǎo)閥排氣消音器進(jìn)行清洗;

  2.加強(qiáng)對空氣壓縮機(jī)和干燥器的巡檢力度,要求每周至少兩次巡檢;

  3.立刻提出干燥器氣動(dòng)閥先導(dǎo)閥排氣消音器備件;

  4.加強(qiáng)對干燥器的維護(hù)和保養(yǎng),及時(shí)補(bǔ)充備品備件;

  5.加強(qiáng)對空氣壓縮機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng),及時(shí)補(bǔ)充備品備件。

標(biāo)簽: 螺桿空壓機(jī)  

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