影響離心式空氣壓縮機平穩(wěn)運行的原因分析及措施

蒲霞　張家麟

【摘 要】通過分析潤滑油溫度、機間風溫、葉輪結(jié)垢、中間冷卻器堵塞對壓縮機平穩(wěn)運行造成的影響，結(jié)合空分車間設(shè)備運行實際情況提出相應(yīng)的控制措施，解決了影響壓縮機長周期運行的關(guān)鍵因素，確保壓縮機組平穩(wěn)運行、煉油生產(chǎn)裝置工業(yè)風平穩(wěn)供應(yīng)。

【關(guān)鍵詞】壓縮機；油溫；風溫；葉輪結(jié)垢；平穩(wěn)運行

0.引言

空分車間是公司煉油系統(tǒng)的風氮供應(yīng)中心，是動力系統(tǒng)的重要組成部分。第一空壓站及新建空分空壓裝置主要設(shè)備是大型離心式空氣壓縮機組，機組能否平穩(wěn)運行直接關(guān)系到風氮系統(tǒng)安全。本文從機組關(guān)鍵潤滑油溫度、機間風溫、葉輪結(jié)垢和中間冷卻器堵塞等方面入手，探索保證壓縮機安全運行的控制手段。

1.潤滑油溫度超標對壓縮機影響

我們常用的離心式壓縮機使是一種高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備，為保證機組安全運行，在機組軸瓦和變速齒輪等處必須使用潤滑油進行潤滑，因此潤滑油的溫度高低對機組運行狀況起著決定性的作用。

油溫過低一般發(fā)生在壓縮機開機前，停用的壓縮機在開機前必須將機組油溫加熱到30℃以上，否則開機后容易加大機組傳動部位的摩擦，設(shè)備得不到充分潤滑，造成設(shè)備危害。油溫過低主要發(fā)生在冬季，應(yīng)加強廠房的密封和采暖保溫，室內(nèi)可關(guān)閉油冷器循環(huán)水閥門，保持油溫在30℃以上。

機組油溫過高主要發(fā)生在機組運行中。以英格索蘭機組為例，它的油溫要求控制在40℃-45℃之間，高于49℃則可能使油質(zhì)變差，潤滑油起不到潤滑效果，加大設(shè)備的磨損。導(dǎo)致油溫過高的因素較多，且主要發(fā)生在夏季，其中主要因素有：氣溫過高；循環(huán)冷卻水的溫度較高或油冷卻器堵塞；油冷卻器效率低等。

針對夏季循環(huán)冷卻水的水溫居高不下導(dǎo)致的油溫升高，應(yīng)及時采取降溫措施，降低循環(huán)水溫或增大循環(huán)水量。目前我們已對機組原有油冷卻器進行了改造，用板式換熱器代替原有管束式換熱器，有效提高了油冷器換熱效率；通常油冷卻器堵塞也是油溫升高的原因之一， 因此應(yīng)定期檢查冷卻器的使用效果，發(fā)現(xiàn)油冷卻器堵塞要及時清理， 以保證油冷卻器的冷卻效果和設(shè)備的正常運行。

2.中間冷卻器溫度對機組運行的影響

中間冷卻器有壓縮機之肺的形象比喻，它的冷卻效果和可靠性直接影響壓縮機的整機效率。中間冷卻器通過降低進入下一級壓縮空氣溫度達到降低壓縮功率，有助于增加設(shè)備效率。在離心式空氣壓縮機中 ，中冷器的冷卻效果不好可能會引起某一級葉輪進入喘振工作區(qū) ，從而導(dǎo)致整個機組喘振。影響中間冷卻器效果的原因有：

①供水量不足?？諝獾臒崃坎蛔阋员焕鋮s水帶走，造成氣溫升高。在運行中一般通過監(jiān)視冷卻水溫度和控制供水量來保證換熱效果。

②供水溫度太高。水溫高使水、氣之間溫差縮小，傳熱冷卻效果差，同樣的冷卻水量，使氣體冷卻后溫度仍然很高。

③冷卻水管內(nèi)水垢多或被泥沙、有機質(zhì)堵塞，或者冷卻器氣測冷卻后有水分析出，未能及時排出，都會影響傳熱工況，影響冷卻效果。

圖-1是壓縮機由實驗得出的當冷卻水溫度由10℃升到30℃時的性能曲線變化。此外，當下級吸氣量減少時，造成前一級壓出的氣量無法全部“吃進”，容易使前一級的工作進入喘振區(qū)，在該級發(fā)生喘振。通過長期的操作摸索，我們得出中間冷卻器的溫度應(yīng)控制在30℃～38℃之間為宜，溫度過低會使空氣中水分大量析出，排放不及進入下一級易導(dǎo)致機組振動升高發(fā)生喘振或葉輪損壞；溫度過高三級出口溫度升高，則使機組功耗增大、效率下降，易導(dǎo)致機組末級溫度超高而聯(lián)鎖停機。

3.空氣壓縮機葉輪結(jié)垢對壓縮機的影響

在對壓縮機運行的監(jiān)控中，我們發(fā)現(xiàn)影響壓縮機運行的另一重要原因是壓縮機的振動。從運行維護角度來說，造成機組軸振動高的原因主要是機組葉輪結(jié)垢造成的機組轉(zhuǎn)子動平衡被破壞，尤其蘭州地處西北部沙塵較多的地區(qū)，機組葉輪結(jié)垢就更應(yīng)值得重視。

3.1葉輪表面結(jié)垢對壓縮機的影響

葉輪表面結(jié)垢是一種常見現(xiàn)象，特別是入口過濾器長時間使用以后，機組葉輪結(jié)垢會造成機組動平衡破壞，振動上升的速度相對較快。在解決這一問題上，我們曾采取了很多方法，最終通過反復(fù)論證采取了以下措施：

①每年定期清洗機組葉輪和擴壓器，消除葉輪結(jié)垢。

②由于大氣質(zhì)量差，粉塵含量高等問題，提高壓縮機入口過濾器濾芯的過濾精度。

③加強對入口過濾器壓差的觀察，當過濾器壓差>650Pa時及時更換過濾筒。

④消除氣體短路，對入口過濾器到一級葉輪部位的管道和外露部位加強密封，同時應(yīng)注意過濾器本身的密封。

通過以上措施，在工藝方面能夠有效的控制機組軸振動在控制范圍內(nèi)。

3.2減少葉輪磨損的方法

在機組檢修時，我們發(fā)現(xiàn)葉輪的葉片根部常有磨損現(xiàn)象，有時磨損還比較嚴重，這說明在氣體壓縮過程中有冷凝水進入了入下一級葉輪中。為了最大限度地減少冷凝水對葉輪的磨損，減少機組檢修維護次數(shù)，我們采取了以下措施：

①給壓縮機每個中間冷卻器都增加了電子疏水器，確保冷凝液能全部排出。同時將連接中間冷卻器與疏水器的旁通閥保持一定的開度，避免中間冷卻器內(nèi)部積水進入下一級。

②控制機組中冷器出口風溫度大于30℃，防止過多的冷凝水析出。

③將壓縮機各級的進口鑄鐵管道內(nèi)部進行防腐處理，避免管道產(chǎn)生鐵銹。

4.中冷器堵塞對壓縮機的影響

對于中冷器堵塞，主要原因是循環(huán)水質(zhì)差，導(dǎo)致水管和冷卻器芯子中沉積有大量的污泥及油污堵塞了冷卻器芯子，造成流水不暢，導(dǎo)致各級排氣溫度急劇升高。特別是到了夏天，由于環(huán)境溫度的升高，這種情況還會加劇，大大超過了空壓機的正常溫度值，對安全生產(chǎn)帶來極大的隱患，也對空壓機的性能造成了損傷。對于英格索蘭壓縮機來說，最突出的現(xiàn)象是機組一、二級出口溫度偏高。為了保證生產(chǎn)正常， 2010年6月分別對中冷器進行了清洗，通過壓縮機正常運轉(zhuǎn)，驗證了此次清洗效果非常明顯，壓縮機一級、二級出口風溫比清洗前有明顯的降低，從而保證了壓縮機安全可靠運行。

5.結(jié)論

本文從機組關(guān)鍵溫度、葉輪結(jié)垢和中間冷卻器堵塞等方面分析了影響壓縮機組長周期運行的原因，結(jié)合裝置機組實際運行情況，通過對機組油溫高低、中冷器溫度、環(huán)境溫度、葉輪結(jié)垢和中間冷卻器堵塞等的因素進行分析，得出要將油溫控制在45℃-49℃之間；中冷器溫度控制在30℃-38℃之間為宜；通過采取通風措施將壓（下轉(zhuǎn)第107頁）（上接第73頁）縮機運行環(huán)境溫度控制在40℃以下；安裝中冷器電子疏水器，每年定期清洗葉輪減少葉輪結(jié)垢；定期清洗中冷器以保證機組中間溫度。通過以上手段能夠有效保證設(shè)備良好運行。預(yù)計在今后長周期運行中，每年檢維修次數(shù)將減少到1次即常規(guī)檢修，同時在很大程度上減少了人工維護工作量。雖然從目前看產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不是很大，但由此基本解決了制約大機組長周期運行的重要因素，杜絕了因工藝條件超限造成的設(shè)備停車，確保了煉油系統(tǒng)各生產(chǎn)裝置工業(yè)風的平穩(wěn)供應(yīng)，從安全保供方面產(chǎn)生的經(jīng)濟效益將不可估量。 [科]

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