離心式壓縮機(jī)進(jìn)出口接管無應(yīng)力施工

沈麗軍 大慶油田采油一廠

離心式壓縮機(jī)進(jìn)出口接管無應(yīng)力施工

沈麗軍 大慶油田采油一廠

以深冷裝置中使用的MCL526+2BCL458原料氣離心壓縮機(jī)組及西三線紅柳壓氣站PGT25+/PCL800離心壓縮機(jī)為例，對機(jī)組進(jìn)出口管線的接管安裝施工、配應(yīng)力影響進(jìn)行分析討論，并對機(jī)體產(chǎn)生的極小量位置移動和形變，聯(lián)軸器的同心度變差，機(jī)組震動幅度超標(biāo)，以及軸承過熱等問題的成因進(jìn)行分析說明，采用的垂直及水平方向接管無應(yīng)力安裝施工技術(shù)，提高了離心壓縮機(jī)機(jī)組的安裝質(zhì)量。

離心壓縮機(jī)；無應(yīng)力；自由段；封閉段；焊接

離心式壓縮機(jī)組進(jìn)出口管線的接管安裝施工后，受裝配應(yīng)力影響，使已安裝找正合格的機(jī)體產(chǎn)生極小量位置移動和形變，引起聯(lián)軸器的同心度變差、機(jī)組震動幅度超標(biāo)、軸承過熱等問題，嚴(yán)重時可導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。因此，應(yīng)實行接管無應(yīng)力安裝，即控制壓縮機(jī)接口法蘭安裝的平行偏差，間隙均在規(guī)范限定的范圍內(nèi)，保證壓縮機(jī)運行時無附加應(yīng)力。

1 工程簡介

大慶油田天然氣公司西三線紅柳壓氣站PGT25+/PCL800離心壓縮機(jī)為美國GE公司生產(chǎn)，燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動包括燃?xì)廨啓C(jī)橇和壓縮機(jī)橇及進(jìn)氣模塊、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)罩進(jìn)氣和排氣風(fēng)道、燃料氣橇、CO2滅火橇、空冷器、油冷器、維修平臺、合成油油氣分離器、礦物油油氣分離器等，站內(nèi)其他設(shè)備主要有廠房通風(fēng)過濾器、旋風(fēng)分離器、過濾分離器、空壓機(jī)、壓縮氣體緩沖罐、發(fā)電機(jī)組等機(jī)組輔助設(shè)備。額定功率30 MW，額定轉(zhuǎn)速4 800 r/min，進(jìn)出口與壓縮機(jī)本體連接管線均為水平方向。

2 施工工藝

2.1 垂直方向管線無應(yīng)力安裝

2.1.1 接管施工順序的確認(rèn)

垂直立管安裝如圖1所示，立管法蘭至3#焊口之間的管段為封閉管段1（其中2#、3#焊口間為同心異徑管，與上部直管段已預(yù)制完），3#焊口與6#焊口之間為封閉管段2（其為一個垂直90°彎頭與水平45°彎頭連接，再與水平管段連接，4#、5#焊口已預(yù)制完），6#焊口至其他水平管段的管線為自由管段。

3#、6#焊口為連頭固定口，采用先安裝封閉管段1，再安裝封閉管段2，先焊接3#焊口，后焊接6#焊口的接管施工順序。

圖1 垂直管道單線示意圖

2.1.2 封閉管段1的管道安裝

（1）按照常規(guī)施工方法，先支架、吊裝、組對，初步找正上、下法蘭的螺栓孔中心，先對稱安裝一對直徑小于法蘭螺栓孔0.05～0.1 mm的銷釘進(jìn)行定位，間隔插入6個連接螺栓將管道法蘭臨時連接到壓縮機(jī)進(jìn)出口法蘭上，螺栓起對中導(dǎo)向作用，不能擰緊，不能承重。

（2）將立管段就位在支撐墊鐵上，通過墊鐵進(jìn)行調(diào)整，控制兩片法蘭的間隙為3 mm，不平行度≯0.1 mm，且螺栓孔內(nèi)的螺栓能自由松動[1]。找正合格后，點焊調(diào)整墊鐵，將立管段固定在支撐架上。

2.1.3 封閉管段2的管道安裝與3#焊口的焊接

（1）封閉管段2的安裝應(yīng)以封閉管段1為基準(zhǔn)，先進(jìn)行預(yù)組對，調(diào)好組對焊口使6#管線口組對間隙保持為3 mm，并保持管口組對間隙均勻。

（2）考慮到3#焊接口的焊接施工變形會對6#焊接口的組對產(chǎn)生影響，因此，組對6#焊口時，沿垂直向下的方向留出約2 mm的錯邊量，而水平方向應(yīng)對齊無錯邊量。

（3）6#焊口組對符合要求后，進(jìn)行3#焊口的組對、點焊及焊接。

（4）彈簧支架安裝完成后，負(fù)載值預(yù)調(diào)整至設(shè)計規(guī)定值，管線組對焊接保溫等工作全部結(jié)束后做負(fù)載值最終調(diào)整。

2.1.46#焊縫的組對焊接施工

（1）在壓縮機(jī)的機(jī)座處放置測量軸向位移和橫向位移的百分表共4只，監(jiān)測聯(lián)軸器同心度變化的百分表共2只。定位點焊6#焊口，立管段由彈簧支架支承重力，方便調(diào)整。

（2）正式對6#焊口進(jìn)行施工焊接。焊接時兩名焊工應(yīng)同時焊接，交錯并且對稱進(jìn)行，應(yīng)對焊接電流調(diào)整至基本一致，焊接速度保持基本一致。焊接過程中，應(yīng)隨時檢測壓縮機(jī)本體的法蘭與立管端頭法蘭的平行度和縱橫中心的對中度，檢查定位螺栓能否松動自如。

2.1.5 立管段法蘭與壓縮機(jī)法蘭的連接

全部管線保溫結(jié)束后調(diào)整支架負(fù)載值至設(shè)計規(guī)定值。在法蘭間放入法蘭墊片，并調(diào)整支架，使法蘭及墊片貼合均勻，保證彈力數(shù)值不變。

法蘭連接螺栓的緊固，對稱交錯進(jìn)行，初擰緊應(yīng)按緊固值60%，終擰緊達(dá)到緊固值100%。全部管線緊固工作結(jié)束后，復(fù)測機(jī)組聯(lián)軸器同心度，確認(rèn)接管無應(yīng)力附加在壓縮機(jī)組上，接管工作影響機(jī)組聯(lián)軸器同心度的變化累計不得超過0.03 mm[2]。

2.2 水平方向管線無應(yīng)力安裝

2.2.1 管道組對

（1）壓縮機(jī)組進(jìn)出口管道配管安裝質(zhì)量與壓縮機(jī)本體的安裝精度有著密切的關(guān)系，管道組對和焊接施工完成后，任何附加外力不允許作用在機(jī)組上，壓縮機(jī)組才能保持始終安全、平穩(wěn)運行。

（2）水平管道安裝如圖2所示，4#焊口至管道法蘭稱為封閉管段，4#焊口至去其他設(shè)備的管道為自由管段。封閉管段必須在機(jī)組找正、找平固定后進(jìn)行安裝，自由管段安裝合格后安裝封閉管段[3]。

圖2 壓縮機(jī)水平管線單線圖

2.2.2 管道焊接

（1）封閉管段最后組對焊接的焊口選擇，原則是焊接應(yīng)力對機(jī)組的影響靈敏而且直觀，能方便及時調(diào)整附加外力直至清除，所以選擇4#焊口。

（2）管道焊接組對是保證管道對壓縮機(jī)組不產(chǎn)生應(yīng)力的關(guān)鍵。

（3）工藝管道與機(jī)組正式連接前，應(yīng)進(jìn)行共同檢查確認(rèn)各管道應(yīng)力情況，各管口法蘭間隙，法蘭中心偏心值是否符合要求等。

（4）配管時應(yīng)以壓縮機(jī)本體法蘭為基準(zhǔn)進(jìn)行測量，并在計算長度時，考慮配管打磨和焊接收縮量的余量。

（5）壓縮機(jī)進(jìn)出口管道與法蘭分別進(jìn)行8等分“米”字型焊接連接。

（6）點焊固定完成后，撤去臨時支撐，復(fù)測壓縮機(jī)本體法蘭與配對法蘭的平行度和同心度。

（7）焊接管道前，在壓縮機(jī)軸端軸向、徑向設(shè)置百分表。

（8）焊接管道時，采用進(jìn)口管道和出口管道同時對稱交錯進(jìn)行焊接。

（9）在焊口焊接時應(yīng)對壓縮機(jī)本體的法蘭與配對法蘭的平行度、同心度進(jìn)行過程監(jiān)控。

（10）焊接完成后，采用液壓扳手進(jìn)行螺栓緊固，螺栓緊固力矩按照供貨商設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3 實施效果

通過對實體工程施工過程的總結(jié)分析和討論，介紹了垂直及水平方向的焊接無應(yīng)力施工方法。采用無應(yīng)力接管施工技術(shù)，能夠嚴(yán)格控制垂直方向和水平方向管線組對、焊接、應(yīng)力對天然氣壓縮機(jī)組的影響，包括應(yīng)力對機(jī)體產(chǎn)生的極小量位置移動和形變，聯(lián)軸器的同心度變差，機(jī)組震動幅度超標(biāo)，以及軸承過熱等問題，提高了壓縮機(jī)組的安裝質(zhì)量，整體試車過程中機(jī)組的各項性能數(shù)據(jù)均符合要求。

[1]化工機(jī)器安裝工程施工及驗收規(guī)范：HGJ205—1992[S]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1992：22-32.

[2]劉自豪．大型壓縮機(jī)管道施工方法[J]．石油化工建設(shè)，2014，21（5）：61-63.

[3]燃驅(qū)壓縮機(jī)組安裝施工技術(shù)規(guī)范：Q/SY—2013[S]．北京：石油工業(yè)出版社，2013：31-37.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.039

沈麗軍：工程師，1985年畢業(yè)于黑龍江省電視大學(xué)電子專業(yè)，現(xiàn)任大慶油田采油一廠基建管理中心副主任，從事質(zhì)量管理工作。

2015-08-10

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