打破10#機(jī)組長周期運(yùn)行瓶頸，延長機(jī)組運(yùn)行周期

張家麟 瞿軍業(yè) 張德忠

摘 要：通過分析影響第一空壓站10#壓縮機(jī)長周期運(yùn)行的因素，找到有效途徑改善10#機(jī)運(yùn)行環(huán)境，保證10#壓縮機(jī)長周期運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：影響因素;原因分析;解決措施

0 引言

蘭州石化公司第一空壓站裝置10#壓縮機(jī)組是由美國庫伯壓縮機(jī)生產(chǎn)型號(hào)為TA-11000/30，于2003年安裝并投入運(yùn)行，為蘭州石化公司關(guān)鍵機(jī)組，給煉油區(qū)生產(chǎn)裝置提供生產(chǎn)過程所需的壓縮空氣，該機(jī)組自2003年投入運(yùn)行至今通過總結(jié)10#機(jī)組檢修履歷發(fā)現(xiàn)：影響10#機(jī)組長周期運(yùn)行的主要因素為中冷器泄漏、機(jī)組葉輪結(jié)垢、電機(jī)定子溫度高，現(xiàn)場控制柜電源板損壞等，直接影響10#壓縮機(jī)組長周期運(yùn)行，通過提出改進(jìn)措施，徹底解決了影響10#機(jī)組長周期運(yùn)行的瓶頸因素。

1 影響10#機(jī)組長周期運(yùn)行因素分析

該機(jī)組自2003年投入運(yùn)行至今通過總結(jié)10#機(jī)組檢修履歷發(fā)現(xiàn)：針對10#機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生故障及隱患檢修共16次，其中電機(jī)定子溫度高原因檢修3次，葉輪結(jié)構(gòu)造成機(jī)組振動(dòng)值升高檢修4次，中冷器泄漏造成4次，由于控制電源故障停機(jī)檢修3次。

2 10#機(jī)組長周期運(yùn)行影響因素分析

2.1 電機(jī)定子溫度高檢修原因分析

由于10#壓縮機(jī)的現(xiàn)場布局，油箱上排煙系統(tǒng)距離電機(jī)進(jìn)風(fēng)口較近，油箱內(nèi)溫度較高的油煙氣通過排煙系統(tǒng)排出后，使電機(jī)周圍環(huán)境溫度升高，且部分油煙可能會(huì)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口，與空氣中灰塵凝聚，形成油泥，使電機(jī)定子冷卻效果下降，導(dǎo)致電機(jī)定子溫度升高，且電機(jī)吸入口與電機(jī)排風(fēng)口均向下，易造成排出熱空氣又被吸入。由于低壓廠房設(shè)計(jì)時(shí)無軸流風(fēng)機(jī)，且10#進(jìn)口壓縮機(jī)由原10#國產(chǎn)壓縮機(jī)基礎(chǔ)上改造建成，機(jī)組位置不佳，機(jī)組東、南、西側(cè)窗戶位置不佳，廠房通風(fēng)效果較差，造成冷卻電機(jī)空氣流通不暢，環(huán)境溫度較高，吸入電機(jī)風(fēng)道入口冷卻空氣無法有效冷卻電機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)組正常運(yùn)行。通過打開廠房窗戶，測量環(huán)境溫度、電機(jī)吸入口溫度對比分析電機(jī)定子溫度的變化，證實(shí)了電機(jī)定子溫度高不僅與電機(jī)內(nèi)部油泥多有關(guān)，而且電機(jī)所處環(huán)境溫度高也是電機(jī)定子溫度高的原因之一。

根據(jù)測得數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：10#機(jī)電機(jī)定子溫度與電機(jī)風(fēng)道入口溫度有直接關(guān)系，當(dāng)電機(jī)風(fēng)道入口溫度降低時(shí)，電機(jī)定子溫度也適當(dāng)降低。

2.2 機(jī)組葉輪結(jié)垢造成檢修原因分析

壓縮機(jī)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(shí)間使用以后，機(jī)組葉輪結(jié)垢會(huì)造成機(jī)組動(dòng)平衡破壞，振動(dòng)上升的速度相對較快。葉輪結(jié)垢主要原因是在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)過壓縮后接近飽和空氣，飽和空氣所夾帶的灰塵凝結(jié)在葉輪表面形成硬垢，造成機(jī)組葉輪動(dòng)平衡破壞，易發(fā)生機(jī)組振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。

2.3 機(jī)組中冷器泄漏造成檢修原因分析

10#壓縮機(jī)中冷器結(jié)構(gòu)為板翅式換熱器，管程為冷卻循環(huán)水，殼程高溫壓縮空氣通過換熱器芯子翅片后進(jìn)行降溫，原廠家中冷器芯子管束材質(zhì)為1.5mm厚的銅管，在運(yùn)行過程中換熱器管束附近會(huì)產(chǎn)生局部汽化，水中的有害物質(zhì)就在殼程裂管處蒸發(fā)析出而沉淀結(jié)垢。這種結(jié)垢物的主要成分是有機(jī)油泥、鹽及其它雜質(zhì)的混合物，不溶于冷、熱水，靠自身循環(huán)也不易沖刷下來，這樣就極易發(fā)生各種形式的電化學(xué)腐蝕，（如垢下厭氧腐蝕、小孔腐蝕、氧濃差腐蝕等），再由于工藝水長期呈弱堿性，且此處水溫較高，管束的腐蝕;也由于管口與管板采用脹接連接，在受壓環(huán)境長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致脹口滲漏，這也是換熱器管束泄漏的原因。

2.4 機(jī)組控制電源故障造成檢修原因分析

10#機(jī)現(xiàn)場控制柜設(shè)計(jì)離壓縮機(jī)本體較近，由于運(yùn)行中的壓縮機(jī)本體溫度在110℃左右，導(dǎo)致控制柜內(nèi)溫度長期在50℃左右，造成控制柜內(nèi)主板元件受熱損壞。雖然加裝了隔離板，但效果不佳，現(xiàn)場控制柜內(nèi)溫度依然居高不下，影響機(jī)組長周期運(yùn)行。

3 10#機(jī)組長周期運(yùn)行解決措施

3.1 電機(jī)定子溫度高解決方案

針對10#機(jī)電機(jī)油泥在2013年4月1日對10#機(jī)進(jìn)行的電機(jī)計(jì)劃檢修期間，我車間實(shí)施了對油箱排油煙筒的改造，經(jīng)過焊接管線（Φ57*3.5），將原排油煙筒經(jīng)過延長引至一樓。將油煙引至室外，防止油煙吸入電機(jī)風(fēng)道入口，延緩油泥的形成時(shí)間。并對10#機(jī)所在廠房內(nèi)加裝軸流風(fēng)機(jī)，且將廠房頂部塑鋼窗改為百葉窗，加強(qiáng)空氣流通，以降低10#機(jī)所處環(huán)境溫度，有效減緩了10#機(jī)定子溫度的升高，通過2013年改造后，10#機(jī)電機(jī)定子溫度在夏天時(shí)的最高溫度為2009年以來的最低值，徹底解決了影響10#機(jī)電機(jī)長周期運(yùn)行的一大瓶頸。

2009-2011年間，10#機(jī)定子溫度一直維持在140℃左右，在2012年進(jìn)行電機(jī)清洗后，電機(jī)定子溫度有明顯下降趨勢，但由于廠房內(nèi)環(huán)境溫度及油箱排油煙氣的影響，電機(jī)定子溫度在長時(shí)間運(yùn)行后有明顯上升趨勢，在2013年初又有明顯升高至130℃左右，但在采取廠房降溫趨勢及油箱排油煙改造后，10#機(jī)電機(jī)定子溫度下將明顯，且定子溫度較為穩(wěn)定，沒有上升的趨勢，基本消除了電機(jī)定子溫度高的隱患。

3.2 機(jī)組葉輪結(jié)垢解決方案

通過對壓縮機(jī)機(jī)組葉輪結(jié)構(gòu)的分析，車間制定了以下措施來解決葉輪結(jié)垢情況：

①每年定期化學(xué)清洗機(jī)組葉輪和擴(kuò)壓器，以消除機(jī)組葉輪結(jié)垢;

②由于大氣質(zhì)量差，粉塵含量高等特點(diǎn)，車間提高了壓縮機(jī)的過濾器濾芯的過濾精度，由過去的5μm降低到2μm;

③對入口過濾器壓差加強(qiáng)觀察，當(dāng)過濾器壓差>450Pa時(shí)及時(shí)清掃，當(dāng)過濾器壓差>650Pa時(shí)及時(shí)更換過濾筒，通過嚴(yán)格入口除塵器的管理有效監(jiān)控吸入壓縮機(jī)空氣潔凈程度，有效降低壓縮空氣在殼體內(nèi)壓縮時(shí)結(jié)垢幾率;

④消除氣體短路，對入口過濾器到一級(jí)葉輪部位的管道和外露部位加強(qiáng)了密封，嚴(yán)格按檢修規(guī)程安裝過濾器，對過濾筒密封膠圈質(zhì)量、安裝質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，有效改善機(jī)組葉輪結(jié)構(gòu)情況。

3.3 機(jī)組中冷器芯子改進(jìn)方案

加強(qiáng)循環(huán)水質(zhì)管理，提高循環(huán)水質(zhì)，改善中冷器芯子材質(zhì)，原中冷器芯子由不銹鋼管板、銅管束并結(jié)合導(dǎo)熱率好的鋁翅片構(gòu)成，由于循環(huán)水質(zhì)及空氣的腐蝕作用，鋁片在長期高溫潮濕環(huán)境中成粉末狀破損，為改善中冷器芯子使用，將原管束改為耐腐蝕的海軍銅管束，翅片由鋁片改為不銹鋼翅片，自2008年安裝至今未發(fā)生過一起因中冷器芯子原因造成的計(jì)劃或非計(jì)劃檢修，2013年4月10#機(jī)檢修拆檢后發(fā)現(xiàn)翅片及管束完好，未發(fā)生泄漏情況說明對中冷器芯子的改進(jìn)有效延長了機(jī)組長周期運(yùn)行周期。

3.4 機(jī)組控制電源板損壞改善方案

針對10#機(jī)現(xiàn)場控制柜溫度高，已損壞控制電源板的情況，車間決定從現(xiàn)場儀表氣源引一路氣源至現(xiàn)場控制柜后，在控制柜后的氣源線上開φ8小孔，并封閉氣源線遠(yuǎn)端，形成一道風(fēng)幕，持續(xù)隔離壓縮機(jī)本體對現(xiàn)場控制柜的熱輻射現(xiàn)象，為現(xiàn)場控制柜降溫。

根據(jù)10#壓縮機(jī)加裝氣源線后控制柜及環(huán)境溫度對比可發(fā)現(xiàn)：加裝氣源線對控制柜與壓縮機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的熱量進(jìn)行了有效的隔離，有效組織了壓縮機(jī)二級(jí)蝸殼產(chǎn)生的熱輻射，有效降低了現(xiàn)場控制柜溫度，保證控制柜內(nèi)元器件的使用環(huán)境，從而減少因受熱元器件老化導(dǎo)致壓縮機(jī)停機(jī)的幾率。

4 結(jié)束語

車間在解決了影響10#機(jī)組長周期運(yùn)行4個(gè)主要因素后，徹底打破了10#機(jī)組長周期運(yùn)行瓶頸，延長機(jī)組運(yùn)行周期，降低了關(guān)鍵機(jī)組的故障率，有效改善了第一空壓站壓縮風(fēng)系統(tǒng)安全保供的形勢，結(jié)合10#機(jī)故障檢修原因分析也為今后空分車間關(guān)鍵機(jī)組長周期運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李家民.煉化設(shè)備手冊[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2008.