【壓縮機網(wǎng)】摘要：公司兩套48000Nm3/h空分裝置配套壓縮機組由主壓縮機DMCL1204+2MCL1203、增壓機3BCL527、變速器及汽輪機HNKS50/71/32組成。本文就兩套壓縮機組在試車過程中出現(xiàn)一些故障進行了實際分析，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致的，總結(jié)出經(jīng)驗教訓，能更好的注意試車中細節(jié)部分，為以后的機組試車做好鋪墊，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目一期工程中配套2x48000Nm3/h大型空分設(shè)備。其配套壓縮機組由汽輪機拖動，汽輪機為雙軸伸結(jié)構(gòu)，排汽端與主空壓機中壓缸和低壓缸相連，進汽端通過變速機驅(qū)動增壓機。

　　壓縮機組由沈陽鼓風機廠制造，主空壓機型號為DMCL1204+2MCL1203;增壓壓縮機型號為3BCL527。壓縮機共分為三缸、六段、十四級，經(jīng)四次中間冷卻和兩次水氣分離。在增壓機的出口還設(shè)置了末段冷卻器。 原動機是由杭州汽輪機廠按引進西門子公司技術(shù)設(shè)計、制造的積木塊系列制造的HNKS50/71/32型全凝式反動式汽輪機。變速機由MAGG公司設(shè)計制造。主空壓機低壓缸、中壓缸、汽輪機、變速機和增壓機之間均通過膜盤聯(lián)軸器相聯(lián)接[1]。

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

　　1、機組工藝流程介紹

　　項目(一期)配有2套空氣離心壓縮機組，該機組是由主空壓縮機和增壓機組成，由汽輪機拖動。汽輪機通過聯(lián)軸器分別驅(qū)動空壓機和增壓機，如圖1所示。機組采用雙層布置，主機布置在二樓，輔機布置在一樓。

　　空氣s*先進入自潔式過濾器，后分兩路進入主空壓機，分別經(jīng)過低壓缸DMCL1204壓縮后在出口蝸室混合，混合后的氣體經(jīng)過一次冷卻和水氣分離后進入下一級，即進入中壓缸的一段進行壓縮，氣體經(jīng)一段兩級壓縮冷卻分離后，進入本缸內(nèi)的二段進行一級壓縮后排出，至此，空壓機的全部壓縮過程，達到主空壓機的出口壓力(251000Nm3/h，0.532MPa)要求。

　　從分子篩純化器出來的干燥空氣(137000Nm3/h，0.49MPa)進入增壓機一段壓縮，經(jīng)過冷卻器冷卻后中抽一部分氣體(4000Nm3/h，1.2MPa)。其余氣體進入增壓機二段壓縮，經(jīng)過冷卻器冷卻后中抽一部分氣體(53000Nm3/h，2.74MPa)做膨脹氣。z*后一部分氣體進入增壓機三段壓縮，經(jīng)過z*后一級冷卻器冷卻后進入冷箱高壓板式換熱器。

　　高壓蒸汽(8.8MPa，510℃)經(jīng)電動閘閥、速關(guān)閥、調(diào)速汽閥后進入汽輪機內(nèi)膨脹做功。為了降低開車時的啟動阻力矩，汽輪機配置了頂軸油泵和手動盤車裝置。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、機組試車中的故障分析及處理

　　2.1 試車準備中真空度過低

　　在試車準備工作中，汽輪機建立的真空度一直臨近跳車值，效果不是很好，一旦汽輪機暖機沖轉(zhuǎn)時，很可能因為真空度降低而跳車。查看相關(guān)設(shè)備的真空度試驗報告，結(jié)果合格?，F(xiàn)場人員開始全面檢查凝汽系統(tǒng)，檢查時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*終原因為汽輪機排氣壓力測點引氣管的螺紋連接點密封不好。旋緊螺紋后還是輕微泄露，而且由于汽輪機在暖機期間，只能涂抹密封甘油隔絕密封，待停車后需要重新處理。

　　2.2 機組回油不暢通，大量油煙外排

　　在壓縮機組試車前期，壓縮機組聯(lián)軸器護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)。現(xiàn)場技術(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。排查原因時發(fā)現(xiàn)排煙風機排氣量很小，油箱未能保住微負壓，初步懷疑是其功率不滿足條件。后檢查排煙風機時發(fā)現(xiàn)，雖然風機在旋轉(zhuǎn)排煙，但由于接線問題，使其反轉(zhuǎn)導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)軸器護罩及回油管線存在微負壓現(xiàn)象。

　　2.3 聯(lián)動試車中增壓機瓦溫過高

　　空分Ⅱ系列壓縮機組自2013年7月27日至8月8日，三機聯(lián)動運行共三次，增壓機兩塊支撐瓦四個溫度測點中三個溫度測點出現(xiàn)超過報警值。其中7月27日轉(zhuǎn)速升至3452rpm，一個測點溫度達到跳車聯(lián)鎖值;8月1日轉(zhuǎn)速升至4294rpm，兩個溫度測點分別達到報警，8月8日轉(zhuǎn)速升至333.6rpm，兩個溫度測點分別達到跳車聯(lián)鎖值。

　　停車后對增壓機軸瓦進行拆檢，結(jié)果為驅(qū)動端側(cè)徑向軸瓦過熱，下瓦損傷0.01-0.02mm，非驅(qū)動側(cè)軸瓦無磨損，溫度探頭安裝正常。此支撐瓦為美國沃克沙公司制造的可傾瓦軸承，經(jīng)對軸瓦、進油壓力及回油量和溫度進行研究，分析原因可能為：1、軸瓦徑向間隙過小，瓦塊的支撐點不正確導致進油后形成不了油楔;2、瓦背進油流道過小，不滿足正常運行時的進油量;3、回油不暢通，導致在軸瓦里的油無法順利帶走熱量。處理結(jié)果為：1、修正軸瓦徑向間隙，下瓦塊進油側(cè)加開10um*8mm油楔;2、瓦背進油流道開寬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)再次三機聯(lián)動，之的試運行過程中增壓機軸瓦溫度已趨于正常。

　　2.4 汽輪機集液箱液位異常

　　汽輪機排汽系統(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系列汽輪機單機試車過程中，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，但熱井還沒到高液位聯(lián)鎖(本裝置熱井液位過高時會聯(lián)鎖啟動備用凝結(jié)水泵)?，F(xiàn)場看來是熱井內(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，此時凝結(jié)水由于在一定真空狀態(tài)下溫度過高導致大量汽化。氣側(cè)平衡管由于管道口徑過小，熱井上部壓力大于集液箱上部壓力，使集液箱內(nèi)凝結(jié)水無法順利流入熱井中產(chǎn)生液位不同現(xiàn)象。后經(jīng)過外送冷凝液及向熱井中補充脫鹽水，使凝結(jié)水溫度降低到飽和溫度后，兩設(shè)備的液位基本達到平衡。

　　2.5 增壓機出口管道振動劇烈

　　空分Ⅰ系列壓縮機組于9月1日三機聯(lián)動試車，轉(zhuǎn)速升至3400rpm時，增壓機一段出口管線發(fā)生劇烈的振動現(xiàn)象并伴隨著強烈噪音，查看一段冷卻器后壓力測點，顯示壓力未滿足工藝指標，變速器低速軸振動值及支撐瓦溫度值都加劇上升，z*終達到報警值，試車被迫停止。

　　停車后經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)，增壓機二段進氣側(cè)軸端密封磨損并發(fā)生粘連現(xiàn)象，增壓機軸端軸端密封口環(huán)向外竄動2mm。后經(jīng)設(shè)備故障排查認定增壓機一段冷卻器進出口存有盲板，導致增壓機一段出口阻力加大且二段入口流量降低而引起機組喘振。建議后續(xù)裝置試車階段，加大試車前的檢查力度，對開車條件逐一檢查并登記造冊，明確職責，以保證設(shè)備平穩(wěn)、安全運行。

　　2.6 機組盤車脫扣時軸振動過高

　　本機組采用電動盤車裝置配套帶有SSS離合器，SSS表示“同步自動移位” ，即離合器的驅(qū)動和被驅(qū)動齒牙是分階段進行，然后自動轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)動軸嚙合時完全相同的速度運行，當輸入速度相對于輸出速度減慢，離合器自動分離，也就是說當盤車轉(zhuǎn)速小于汽輪機轉(zhuǎn)速時，盤車工作就自動停止。

　　在機組剛剛啟動轉(zhuǎn)速很低時，增速器的振動值在某一時刻瞬間升高，并達到聯(lián)鎖值導致跳車，振動探頭檢查后沒有發(fā)現(xiàn)問題，后又經(jīng)幾次啟動，雖然沒有跳車，但振動也達到了接近聯(lián)鎖值，后隨著轉(zhuǎn)速增加，振動值降低到正常值。分析此現(xiàn)象初步得出結(jié)論為，SSS離合器在自動脫扣時會使其輸出軸跳動，導致增速器低速軸振動瞬間升高，這也說明SSS離合器在盤車裝置中應用還需進一步改進。

　　2.7 增壓機軸振動過高在線監(jiān)測分析

　　9月25日，Ⅰ系列壓縮機組三機聯(lián)動運行試車，增壓機轉(zhuǎn)速達到1967rpm時機組溫度、振動正常。當轉(zhuǎn)速升至3944rpm時，增壓機振動測點達到聯(lián)鎖值，機組跳車。后再次啟動了三次，轉(zhuǎn)速分別為3246rpm、3173rpm、3177rpm時，其振動測點都達到聯(lián)鎖值，導致機組跳車。

　　由于多次啟動，增壓機進口流量均偏低，出口壓力指示也達不到正常工況，疑似管線阻塞。將增壓機二級出口管線止逆閥拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)閥門嚴重銹蝕。處理后再次開車，但轉(zhuǎn)速升至3148rpm時，由于振動過高再次聯(lián)鎖跳車。

　　公司針對此次連續(xù)跳車現(xiàn)象，決定采用由河南電力中心實驗所狀態(tài)檢修中心聯(lián)合深圳創(chuàng)為實技術(shù)發(fā)展有限公司共同開發(fā)的S8000大型旋轉(zhuǎn)機械在線狀態(tài)監(jiān)測與分析系統(tǒng)(以下簡稱S8000系統(tǒng))[2]對增壓機進行在線監(jiān)測。通過圖譜進行分析診斷，自振動趨勢增大開始，對應的各轉(zhuǎn)速下，一倍頻明顯，低頻及高頻成分不明顯;心軌跡為標準橢圓;相位隨工作轉(zhuǎn)速漸變，振幅逐漸增大，重復性較好;判斷為典型的不平衡現(xiàn)象。運行初期，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。

　　停機拆卸查看，發(fā)現(xiàn)增壓機二段葉輪里塞有手套一只。再次開機時振值穩(wěn)定。對于有開口的設(shè)備，施工安裝及檢修時必須用臨時盲板堵死。以防止有雜物進入，影響機組安全運行。

　　2.8 因儀表故障導致機組跳車

　　10月20日下午5點25分，Ⅰ系列壓縮機組增壓機軸瓦溫度突然超過聯(lián)鎖值導致機組跳車。機組軸瓦上安裝的是分度號為Pt100的測溫鉑熱電阻，測溫元件檢測出軸瓦溫度信號引至控制室進行顯示并監(jiān)控[1]。當時在顯示溫度曲線上可以看出溫度值開始時趨于平穩(wěn)，突然在正常值與報警值之間跳動，后跳動幅度增大導致跳車。經(jīng)過儀表人員懷疑是線路虛接，而且檢查發(fā)現(xiàn)出廠時溫度變送器設(shè)置為熱電阻元件斷路時，溫度取值為無限高。

　　將溫度變送器設(shè)置改為電阻斷路時溫度取值為零， 再次啟動機組，達到正常運行時，該溫度測點還是存在跳動，觀察期間其值突然顯示為零，經(jīng)過一段時間后又速升到聯(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，導致開始時斷開阻值無限大，溫度顯示為零，后又在虛接過程中使阻值降到聯(lián)鎖值以上且沒超量程的狀態(tài)，使之跳車。本人認為應在溫度變送器后加時間延時，阻值無限大的時間一旦超過設(shè)定時間就默認為斷路故障。這樣就不會出現(xiàn)因為端子虛接或接觸不良導致的跳車現(xiàn)象。

　　3、結(jié)語

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

　　參考文獻

　　[1] 沈陽鼓風機集團股份有限公司，DMCL1204+2MCL1203+3BCL527離心壓縮機使用說明書

　　[2] 李力等，S8000大機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在河南姚孟電廠的應用，大型發(fā)電機組振動和轉(zhuǎn)子動力學學術(shù)會議論文集 2003

　　作者簡介：

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

　　崔文雯 女，助理工程師，畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學應用化學，現(xiàn)在遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司從事設(shè)備運行工作。