空分空氣壓縮系統(tǒng)運行常見故障及處理對策

郝俠偉

摘 要：汽輪機是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置，壓縮機則廣泛應(yīng)用于各種工藝流程中，用來輸送空氣、各種工藝氣體或混合氣體。目前，國內(nèi)大部分空分裝置采用汽輪機連接壓縮機來壓縮空氣，我廠空分裝置也是采用這種形式。本文介紹我廠空氣壓縮系統(tǒng)在原始開車及生產(chǎn)運行過程中出現(xiàn)的故障及處理對策，并對空氣壓縮系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提出一些看法。

關(guān)鍵詞：汽輪機；壓縮機；故障

1 汽輪機、壓縮機的結(jié)構(gòu)簡介

汽輪機分為轉(zhuǎn)動部分和靜止部分，轉(zhuǎn)動部分主要由主軸、葉輪、動葉片和聯(lián)軸器等組成，靜止部分主要由靜葉柵、隔板、汽封、氣缸等組成。壓縮機主要由密封系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)和盤車系統(tǒng)等組成，主要有轉(zhuǎn)子、定子、和軸承等，轉(zhuǎn)子支撐在軸承上，由汽輪機驅(qū)動而高速旋轉(zhuǎn)。

2 我廠空氣壓縮系統(tǒng)簡介

汽輪機的分類很多，我廠采用的是抽氣凝氣式汽輪機，9.8MPa（A）高壓蒸汽進入汽輪機做功，從汽輪機中間級抽出一部分3.8MPa（A）蒸汽供后續(xù)工段利用，最終排氣以低于大氣壓力流入高真空的凝汽器。由于我廠空分系統(tǒng)需要不同壓力的壓縮空氣，故采用一臺汽輪機連接兩臺離心式壓縮機形式，汽輪機低壓側(cè)連接一臺壓縮機，即空壓機。汽輪機高壓側(cè)連接另一臺壓縮機，即增壓機，汽輪機與增壓機之間串聯(lián)一臺變速機，以提高增壓機轉(zhuǎn)速?？諝鈴目諌簷C進入，空壓機終端壓縮空氣進入空分系統(tǒng)經(jīng)過洗滌、凈化之后分流出一部分氣體進入增壓機，之后增壓機提供三種不同壓力氣體在再供入空分系統(tǒng)。

3 我廠空氣壓縮系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的故障

3.1 離心式壓縮機排氣量波動

離心式壓縮機穩(wěn)定排氣量為空分系統(tǒng)提供了源源不斷的原料，如果排氣量波動，不僅影響空分氧氣和氮氣的生產(chǎn)，導(dǎo)致空分系統(tǒng)波動，還可能因為壓縮機排氣量的不足而引起空壓機和增壓機的喘振，如果壓縮機在喘振區(qū)運行，易造成壓縮機的劇烈振動，甚至毀壞機器。導(dǎo)致壓縮機排氣量波動的主要因素除了設(shè)計、安裝等之外有以下幾點：

①自潔式空氣過濾器堵塞或阻力增加；②空分設(shè)備管路阻塞，阻力增加或閥門故障；③測點數(shù)據(jù)變化觸及壓縮機防喘振自保聯(lián)鎖；④離心式壓縮機自身儀器控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

其中④在我廠發(fā)生過，在空分穩(wěn)定運行過程中，曾出現(xiàn)過進口導(dǎo)葉波動現(xiàn)象，空壓機出氣量由210000Nm3/h下降至140000Nm3/h，增壓機進氣流量也迅速減少、空壓機、增壓機各出口壓力迅速降低，空壓機、增壓機防喘振點也接近防喘振紅線，由于壓縮機負荷急劇下降，空分進氣量減少，造成空分系統(tǒng)波動。在這種情況下，空氣壓縮系統(tǒng)操作人員迅速開大空壓機、增壓機防喘振閥門及各個放空閥，減小壓比，避免了壓縮機喘振。同時，空分系統(tǒng)操作人員迅速減少了氧氣氮氣的送出，保證空分的穩(wěn)定運行，隨后，后續(xù)各個工段也做了相應(yīng)的減產(chǎn)。此次事故對我廠的穩(wěn)定生產(chǎn)影響甚大，因此，事后不僅對空壓機進口導(dǎo)葉進行了檢修，而且空壓機進口導(dǎo)葉由氣控閥升級為電控閥，截至目前再未出現(xiàn)過進口導(dǎo)葉波動問題。

3.2 汽輪機振動大

汽輪機是我廠最大的動設(shè)備，是空分系統(tǒng)的核心，也是故障最多的機器。振動是汽輪機最重要的指標(biāo)之一，引起汽輪機振動大主要有以下原因：

①轉(zhuǎn)子彎曲，導(dǎo)致動平衡不良；②油溫或油壓不當(dāng)，沒有形成油饃；③開車暖機時間不夠，造成汽機水沖擊或加負荷太快導(dǎo)致汽輪機震動升高；④安裝時軸承內(nèi)帶入異物或油質(zhì)不干凈帶入軸承異物導(dǎo)致振動升高。

其中④在我廠發(fā)生過，在原始開車運行過程中，汽輪機出現(xiàn)高壓側(cè)振動突然升高，一段時間后又恢復(fù)正常，每天會出現(xiàn)幾次，無固定時間規(guī)律可循，運行過程中經(jīng)調(diào)整負荷、變化主蒸汽壓力、調(diào)整轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)油溫也沒有解決此問題，只得停車檢修。在拆除軸瓦過程中發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)帶有異物，清理安裝之后振動沒有出現(xiàn)異常。為防范振動異常，車間規(guī)定在開停車期間必須進行盤車，以免轉(zhuǎn)子彎曲，開車過程中要充分暖機，潤滑油定期清理。

3.3 汽輪機主蒸汽或抽汽波動

9.8MPa（A）及3.8MPa（A）蒸汽壓力波動都可能會導(dǎo)致我廠汽輪機聯(lián)鎖停機，所以蒸汽壓力的穩(wěn)定對汽輪機穩(wěn)定運行至關(guān)重要，關(guān)于蒸汽壓力波動的原因主要有：

①鍋爐設(shè)備出現(xiàn)問題或9.8MPa（A）蒸汽放空閥出現(xiàn)問題，導(dǎo)致主蒸汽壓力降低，汽輪機聯(lián)鎖停機；②后續(xù)工段利用3.8MPa（A）蒸汽過多或3.8MPa（A）蒸汽放空閥出現(xiàn)問題，導(dǎo)致3.8MPa（A）抽汽壓力低，觸及汽輪機抽汽壓力低聯(lián)鎖，造成汽輪機停機。

其中，汽輪機曾因②而導(dǎo)致停車，在這過程中，3.8MPa（A）蒸汽放空閥不受控制，自動全開，壓力降低，導(dǎo)致汽輪機停機。在緊急停車過程中要求之一就是必須保護機組，因此，在停車時要破真空避免冷空氣進入汽輪機，如果冷空氣進入汽輪機嚴(yán)重時可能造成轉(zhuǎn)子彎曲，在轉(zhuǎn)速到零之后再停止軸封供汽。檢修過程中，發(fā)現(xiàn)是因為大氣溫度低導(dǎo)致放空閥測點凍堵，之后為儀表測點增加保溫措施解決了此問題。

4 結(jié)束語

空氣壓縮系統(tǒng)是空分的心臟，在開車及運行過程中要保證其穩(wěn)定運行，我們必須注意到各個方面，這其中包括公用工程即水、電、氣、油的正常，操作工要盡量避免大幅度的操作，熟悉工藝參數(shù)及故障處理對策，并能在發(fā)生故障時正確操作。

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