【壓縮機網】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，總結出經驗教訓，能更好的注意試車中細節部分，為以后的機組試車做好鋪墊，避免同類故障發生。筆者所在公司年產40億立方米煤制天然氣項目一期工程中配套2x48000Nm3/h大型空分設備。其配套壓縮機組由汽輪機拖動，汽輪機為雙軸伸結構，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，經四次中間冷卻和兩次水氣分離。在增壓機的出口還設置了末段冷卻器。 原動機是由杭州汽輪機廠按引進西門子公司技術設計、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軸器相聯接[1]。

　　兩套壓縮機組在裝置試車投用過程中出現一些問題，但在相關人員的共同努力下將運行中出現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。汽輪機通過聯軸器分別驅動空壓機和增壓機，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，分別經過低壓缸DMCL1204壓縮后在出口蝸室混合，混合后的氣體經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，氣體經一段兩級壓縮冷卻分離后，進入本缸內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℃)經電動閘閥、速關閥、調速汽閥后進入汽輪機內膨脹做功。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。

　　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時，很可能因為真空度降低而跳車。查看相關設備的真空度試驗報告，結果合格。現場人員開始全面檢查凝汽系統，檢查時可用輕盈的布條靠近設備及管道的法蘭或螺紋的密封處，觀察是否有吸粘現象。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，壓縮機組聯軸器護罩的全部排油煙管出現大量油煙并伴隨有噴油現象，且回油管線一直趨于滿管回油狀態。現場技術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。經改變后仍然有大量油煙外排。排查原因時發現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現，雖然風機在旋轉排煙，但由于接線問題，使其反轉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油煙，并有倒吸現象，證明了油箱、軸承箱、聯軸器護罩及回油管線存在微負壓現象。

　　2.3 聯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超過報警值。其中7月27日轉速升至3452rpm，一個測點溫度達到跳車聯鎖值;8月1日轉速升至4294rpm，兩個溫度測點分別達到報警，8月8日轉速升至333.6rpm，兩個溫度測點分別達到跳車聯鎖值。

　　停車后對增壓機軸瓦進行拆檢，結果為驅動端側徑向軸瓦過熱，下瓦損傷0.01-0.02mm，非驅動側軸瓦無磨損，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。處理結果為：1、修正軸瓦徑向間隙，下瓦塊進油側加開10um*8mm油楔;2、瓦背進油流道開寬8mm;3、增加擋油環的徑向間隙，在下瓦回油外槽和上瓦擋油環出開孔槽減小回油阻力。后經再次三機聯動，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

　　汽輪機排汽系統中熱井和集液箱底部與上部都由管道聯通，將兩設備的氣側及水側都使之聯通。在Ⅱ系列汽輪機單機試車過程中，出現熱井與集液箱的液位不同的現象。集液箱的液位顯示已經為滿液位，但熱井還沒到高液位聯鎖(本裝置熱井液位過高時會聯鎖啟動備用凝結水泵)。現場看來是熱井內部凝結水由凝結水泵打入抽氣器換熱器中，經換熱后又回流到熱井中，此時凝結水由于在一定真空狀態下溫度過高導致大量汽化。氣側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，使集液箱內凝結水無法順利流入熱井中產生液位不同現象。后經過外送冷凝液及向熱井中補充脫鹽水，使凝結水溫度降低到飽和溫度后，兩設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日三機聯動試車，轉速升至3400rpm時，增壓機一段出口管線發生劇烈的振動現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。

　　停車后經拆檢發現，增壓機二段進氣側軸端密封磨損并發生粘連現象，增壓機軸端軸端密封口環向外竄動2mm。后經設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，以保證設備平穩、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” ，即離合器的驅動和被驅動齒牙是分階段進行，然后自動轉移到轉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，也就是說當盤車轉速小于汽輪機轉速時，盤車工作就自動停止。

　　在機組剛剛啟動轉速很低時，增速器的振動值在某一時刻瞬間升高，并達到聯鎖值導致跳車，振動探頭檢查后沒有發現問題，后又經幾次啟動，雖然沒有跳車，但振動也達到了接近聯鎖值，后隨著轉速增加，振動值降低到正常值。分析此現象初步得出結論為，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測分析

　　9月25日，Ⅰ系列壓縮機組三機聯動運行試車，增壓機轉速達到1967rpm時機組溫度、振動正常。當轉速升至3944rpm時，增壓機振動測點達到聯鎖值，機組跳車。后再次啟動了三次，轉速分別為3246rpm、3173rpm、3177rpm時，其振動測點都達到聯鎖值，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，發現閥門嚴重銹蝕。處理后再次開車，但轉速升至3148rpm時，由于振動過高再次聯鎖跳車。

　　公司針對此次連續跳車現象，決定采用由河南電力中心實驗所狀態檢修中心聯合深圳創為實技術發展有限公司共同開發的S8000大型旋轉機械在線狀態監測與分析系統(以下簡稱S8000系統)[2]對增壓機進行在線監測。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;相位隨工作轉速漸變，振幅逐漸增大，重復性較好;判斷為典型的不平衡現象。運行初期，介質純凈，不可能出現結垢，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，發現增壓機二段葉輪里塞有手套一只。再次開機時振值穩定。對于有開口的設備，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，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。經過儀表人員懷疑是線路虛接，而且檢查發現出廠時溫度變送器設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，經過一段時間后又速升到聯鎖值跳車。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鎖值以上且沒超量程的狀態，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定時間就默認為斷路故障。這樣就不會出現因為端子虛接或接觸不良導致的跳車現象。

　　3、結語

　　隨著空分行業未來的快速發展，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能力也逐步走向成熟。在機組的調試運行中總結經驗、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實基礎。(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大機組狀態監測系統在河南姚孟電廠的應用，大型發電機組振動和轉子動力學學術會議論文集 2003

　　作者簡介：

　　王健男 男，畢業于沈陽工業大學過程裝備與控制工程，現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備管理工作。

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