Turbo Air 6000大型空氣壓縮機(jī)原始試車(chē)和喘振試驗(yàn)

李華兵 (中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司生產(chǎn)四部 四川 成都 611930)

中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司位于四川省成都彭州市，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為80萬(wàn)噸/年乙烯、1000萬(wàn)噸/年煉油，為國(guó)內(nèi)單體投資最大的煉化一體化項(xiàng)目。乙烯裂解裝置采用美國(guó)CA M ER ON公司的Turbo Air 6000大型空氣壓縮機(jī)，為裂解爐裝置燒焦操作時(shí)提供燒焦空氣用。在裝置的原始開(kāi)工時(shí)，也為整個(gè)80萬(wàn)噸/年乙烯裝置12’以下管線空氣吹掃提供吹掃空氣，空壓機(jī)流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖一。

Turbo Air 6000大型空氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定電壓為6000 V，電機(jī)轉(zhuǎn)速為2970rpm,最大質(zhì)量流量為15158kg/h,正常質(zhì)量流量為14227kg/h,設(shè)計(jì)排出壓力為0.3 M Pa—1.1M Pa，排出溫度為50℃--100℃,采用三段壓縮，段間循環(huán)水冷卻方式。

本套大型壓縮機(jī)組一共2臺(tái)，為80萬(wàn)噸/年乙烯裂解裝置配套使用，完成機(jī)組本體及儀表，電氣安裝后，進(jìn)行了冷卻水系統(tǒng)沖洗，油運(yùn)和輔助設(shè)備的調(diào)試后，進(jìn)行了電機(jī)電纜的耐壓試驗(yàn)和電機(jī)單機(jī)試驗(yàn)后，與壓縮機(jī)對(duì)中連接。為了以后壓縮機(jī)的正常運(yùn)行和保證設(shè)備的安全，并為以后的生產(chǎn)提供依據(jù)，在一次啟動(dòng)成功后，進(jìn)行了喘振試驗(yàn)。

一、喘振試驗(yàn)過(guò)程和方法

喘振試驗(yàn)就其本身而言，對(duì)機(jī)組或多或少有傷害，但是為了確保機(jī)組安全和在生產(chǎn)過(guò)程中盡量發(fā)揮機(jī)組應(yīng)有能力，CA MER ON公司在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了機(jī)組的原始調(diào)試，并進(jìn)行了喘振試驗(yàn)。

此次試驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上進(jìn)行操作的，人員可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行調(diào)試，監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行情況?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員需要在控制盤(pán)上把壓縮機(jī)調(diào)到就地模式（Local）,才能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行啟動(dòng)。出現(xiàn)緊急情況時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員可以通過(guò)控制盤(pán)迅速打開(kāi)放空閥，也可以通過(guò)緊急停車(chē)按鈕進(jìn)行機(jī)組的緊急停車(chē)。為了保護(hù)機(jī)組，空壓機(jī)在IGV閥（入口導(dǎo)葉）全關(guān)的情況的下，入口進(jìn)氣閥門(mén)仍然有5%的開(kāi)度。

試驗(yàn)啟動(dòng)空壓機(jī)之前20分鐘需要開(kāi)啟輔助油泵，如果需要馬上開(kāi)啟空壓機(jī)的話，則至少得開(kāi)啟輔助油泵5分鐘，以形成油膜，保護(hù)軸承。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在控制面板上啟動(dòng)空壓機(jī)前，首先需要設(shè)定入口進(jìn)氣IGV閥0%的開(kāi)度，放空BOV閥100%全開(kāi)，以防止空壓機(jī)啟動(dòng)瞬間過(guò)載，然后在控制面板上按下啟動(dòng)按鈕，然后加載。在整個(gè)喘振試驗(yàn)過(guò)程中，出口管線上的Block Valve關(guān)死。

試驗(yàn)時(shí)，首先把BOV閥打開(kāi)至一定開(kāi)度（本次試驗(yàn)打開(kāi)至26%），然后逐漸緩慢調(diào)節(jié)入口導(dǎo)葉IGV閥來(lái)提高出口壓力，監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行狀況。進(jìn)入喘振區(qū)后，機(jī)組發(fā)生異常震動(dòng)，伴隨著刺耳的氣流哨叫聲，軸震動(dòng)升高，立即打開(kāi)BOV閥放空，以保護(hù)機(jī)組，完成了一個(gè)點(diǎn)的試驗(yàn)。

試驗(yàn)共做了6個(gè)點(diǎn)，分別為低壓喘振試驗(yàn)，中壓喘振試驗(yàn)，高壓喘振試驗(yàn)和自然喘振試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)的進(jìn)口導(dǎo)葉IGV閥開(kāi)度51%，65%，75%，100%，并記錄喘振點(diǎn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表一），同時(shí)還得記錄在IGV閥0%開(kāi)度，BOV閥100%開(kāi)度，IGV閥100%開(kāi)度，BOV閥0%開(kāi)度，系統(tǒng)壓力在900KPa時(shí)的數(shù)據(jù)，壓縮機(jī)控制面板內(nèi)置程序根據(jù)公式計(jì)算出安全的工作區(qū)，并繪制出防喘振曲線（見(jiàn)圖二），另外在 運(yùn)行過(guò)程中，可以對(duì)機(jī)組的工作點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并可在圖中顯示出來(lái)，作為運(yùn)行時(shí)的控制依據(jù)，一旦超出控制線，機(jī)組自動(dòng)卸載，維持啟動(dòng)狀態(tài)以達(dá)到自我保護(hù)。

為了對(duì)機(jī)器進(jìn)行更精確的控制，在喘振試驗(yàn)過(guò)程中，還對(duì)偏移值進(jìn)行了設(shè)置，低壓喘振試驗(yàn)時(shí)偏移值設(shè)定為2.0KPa,中壓喘振試驗(yàn)偏移值設(shè)定為0，高壓喘振試驗(yàn)時(shí)偏移值設(shè)定為8.0KPa，自然喘振試驗(yàn)時(shí)偏移值設(shè)定為8.0KPa。

表一：喘振試驗(yàn)時(shí)喘振點(diǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)表

以上是實(shí)際喘振數(shù)據(jù)，在同等的出口壓力下，按照安全裕度的要求，保護(hù)線的電流大于實(shí)際喘振電流3%，控制線電流高于保護(hù)線電流8A mp s，計(jì)算得到另外兩組數(shù)據(jù)（見(jiàn)表二）。實(shí)際操作時(shí)，要求機(jī)組運(yùn)行工作點(diǎn)在控制線內(nèi)。

表二：喘振保護(hù)線與控制線數(shù)據(jù)表

把這些數(shù)據(jù)輸入到空壓機(jī)控制面板中，控制面板根據(jù)這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)置公式程序自動(dòng)繪制出空壓機(jī)的防喘振控制曲線（見(jiàn)圖二），其中保護(hù)線與控制線之間為8A mp s。

圖中實(shí)線為控制線，虛線為保護(hù)線，“+”字號(hào)為機(jī)組實(shí)際工作點(diǎn)。

結(jié)論

以上計(jì)算方法只是多種喘振線計(jì)算中的一種，由于該壓縮機(jī)沒(méi)有回流，靠放空閥來(lái)調(diào)節(jié)壓力和防止喘振，所以在進(jìn)行喘振試驗(yàn)時(shí)，取驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流和出口壓力作為參數(shù)。

通過(guò)對(duì)機(jī)組進(jìn)行喘振試驗(yàn)，得到了生產(chǎn)過(guò)程中的操作依據(jù)。在空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，可以看到工作點(diǎn)距離控制線的遠(yuǎn)近以保護(hù)機(jī)組。