“四合一”空壓機(jī)組安裝技術(shù)

張弘揚(yáng) 王書銀 張二謙 劉志東

1.中國(guó)化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 河南開封 475002 2. 新疆庫(kù)爾勒中泰石化有限責(zé)任公司 新疆庫(kù)爾勒市 841000

1 工程概述

新疆庫(kù)爾勒中泰石化有限責(zé)任公司120 萬(wàn)t/ a PTA 項(xiàng)目的“四合一”空壓機(jī)組主機(jī)部分是由德國(guó)MAN 公司生產(chǎn)，分別由汽輪機(jī)（凝氣式）、工藝空氣壓縮機(jī)（離心式）、電動(dòng)發(fā)電機(jī)和尾氣膨脹機(jī)組成。汽輪機(jī)動(dòng)力源采用裝置0.35MPa/ 148℃副產(chǎn)蒸汽，尾氣膨脹機(jī)動(dòng)力源則是0.84MPa/ 195℃的氧化尾氣（廢氣），尾氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)膨脹做功和汽輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。另外，膨脹機(jī)也可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)向外輸送電源，做到了能量的循環(huán)利用。過(guò)濾空氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)5 級(jí)增壓至1.39MPa后，供氧化反應(yīng)器使用。空壓機(jī)組主要設(shè)備參數(shù)如表1所示，整體機(jī)組分布和施工工序流程詳見圖1 和圖2。

2 施工要點(diǎn)

（1）彈簧隔振器的應(yīng)用改變了部分傳統(tǒng)的施工工序，施工中需在各個(gè)階段對(duì)隔振器進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，以保證隔振器達(dá)到使用效果并不影響設(shè)備的安裝精度。彈簧隔震器示意圖及實(shí)物照片見圖3。

表1 空壓機(jī)組設(shè)備參數(shù)表

圖1 整體機(jī)組分布示意圖

圖2 施工工序流程圖

（2）設(shè)備安裝機(jī)組就位前，要進(jìn)行彈簧隔振器的定位檢查與數(shù)據(jù)測(cè)量。

（3）機(jī)組部件的安裝方式：機(jī)組主機(jī)部分、凝汽器、中間加熱器均定位于壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)二層框架之上，利用大型履帶吊車在廠房完全封閉之前進(jìn)行吊裝；3 臺(tái)中間冷卻器位于廠房?jī)?nèi)地面基礎(chǔ)之上，沿廠房軸線方向水平運(yùn)輸至基礎(chǔ)。

（4）位于基礎(chǔ)臺(tái)板上的設(shè)備就位后，即可進(jìn)行找正、粗對(duì)中等工作，并對(duì)彈簧隔振器進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)。

（5）設(shè)備一次灌漿后，對(duì)凝汽器和3 臺(tái)級(jí)間冷卻器進(jìn)行注水，使頂臺(tái)板承重達(dá)到運(yùn)行重量。

（6）彈簧隔振器釋放、調(diào)整完成后，對(duì)汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、尾氣膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)行找正復(fù)查及精對(duì)中工作。

（7）機(jī)組軸系通過(guò)激光對(duì)中法進(jìn)行對(duì)中監(jiān)測(cè)，并預(yù)留軸系膨脹量。

（8）對(duì)管道支架進(jìn)行精準(zhǔn)安裝；對(duì)機(jī)組附屬管道進(jìn)行安裝、調(diào)整，施工時(shí)不得將多余載荷作用于機(jī)組上。管道無(wú)應(yīng)力檢查控制。

（9）機(jī)組灌漿控制：因?yàn)槭褂昧烁粽衿?，為保證設(shè)備、管道安裝環(huán)節(jié)的精度要求，改變一般機(jī)組灌漿的工序。

以上工作全部達(dá)標(biāo)后，即可通蒸汽、電源，進(jìn)入試車環(huán)節(jié)。

圖3 彈簧隔震器示意圖及實(shí)物照片

3 彈簧隔振器的應(yīng)用說(shuō)明及施工要點(diǎn)

彈簧隔振器的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)的減振形式，機(jī)組的動(dòng)載荷傳導(dǎo)于頂臺(tái)板，通過(guò)隔振器的作用使立柱只承受靜載荷，從而可以有效防止基礎(chǔ)與機(jī)器產(chǎn)生共振。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行產(chǎn)生振動(dòng)，因基礎(chǔ)本身或機(jī)組重心不均勻分布導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，甚至發(fā)生地震時(shí)，通過(guò)彈簧隔振器可快速、平滑地調(diào)整，從而保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

3.1 安裝要點(diǎn)

（1）柱頂安裝角鋼框，角鋼框焊接在柱側(cè)預(yù)埋件上，既作為灌漿模板，又控制灌漿高度。角鋼框上緣標(biāo)高為設(shè)計(jì)找平層高度（即彈簧支座安裝高度），灌漿料選用強(qiáng)度等級(jí)不低于60MPa 的無(wú)收縮灌漿料。灌漿前，柱頂鑿毛并灑水濕潤(rùn)，但不能有積水。灌漿料頂標(biāo)高誤差±0.5mm，平整度0.5mm。如不平整，可用手提砂輪打磨平整。

（2）隔振器安裝：在柱頂彈好隔振器定位中心墨線并打磨平整，標(biāo)高誤差0.5mm，平整度誤差0.5mm；按廠家編號(hào)對(duì)應(yīng)軸線位置安裝就位隔振器，吊裝時(shí)要保持平穩(wěn)；隔振器標(biāo)高可通過(guò)鋪設(shè)隔震墊調(diào)整，并達(dá)到接觸平穩(wěn)；隔振器預(yù)埋件安裝前下表面需經(jīng)防腐處理并進(jìn)行調(diào)平，平整度誤差不大于0.5mm，還要通過(guò)底部隔震墊使鋼板底面與隔振器頂面緊密貼合；安裝后，四周用膠帶密封其與模板間的縫隙，并用釘子與臺(tái)板底模板固定牢固。

3.2 釋放前條件

（1）彈簧隔振器隨基礎(chǔ)安裝就位后，將臨時(shí)限位拆除。為保證汽機(jī)組的軸系精度，在每個(gè)柱頂布置測(cè)量點(diǎn)（見圖4），并使用千分尺測(cè)量并記錄與臺(tái)板之間的相對(duì)標(biāo)高，以此為釋放基準(zhǔn)參照。

圖4 柱頭測(cè)量點(diǎn)布置

（2）凝汽器的熱井焊接完成、機(jī)體找正完成后，對(duì)與凝汽器相連的管道進(jìn)行安裝，并在設(shè)備管程與熱井中注水達(dá)到運(yùn)行狀態(tài)的重量。

（3）汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)和膨脹機(jī)全部就位（其中汽輪機(jī)、壓縮機(jī)完成安裝檢查及“扣蓋”工作），并完成找正、一次灌漿工作后，機(jī)組各段軸系進(jìn)行粗對(duì)中獲得初始數(shù)據(jù)，作為彈簧隔振器調(diào)整的核查依據(jù)。之后，將各聯(lián)軸器脫開，確保各機(jī)器間無(wú)硬性連接。

（4）為保證彈簧隔振器符合機(jī)組運(yùn)行的精度要求，坐落于頂臺(tái)板上的管道、支架、鋼平臺(tái)應(yīng)盡量就位完成。對(duì)于暫不具備正式安裝條件的部分，必須將重量附加至頂臺(tái)板，總重量偏差不得大于5t。

（5）對(duì)臺(tái)板基礎(chǔ)與四周框架進(jìn)行無(wú)剛性連接檢查，及時(shí)清理任何阻礙基礎(chǔ)臺(tái)板自由平衡的約束物；將基礎(chǔ)平臺(tái)上的各類材料、構(gòu)件等額外載荷全部清理干凈；釋放期間嚴(yán)禁在頂臺(tái)板上裝卸重物，避免影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 釋放、調(diào)整

（1）彈簧隔振器的釋放與調(diào)整由液壓調(diào)整系統(tǒng)完成，包括一個(gè)液壓泵和兩個(gè)液壓千斤頂。因該機(jī)組存在兩個(gè)平行的中軸線，達(dá)到運(yùn)行重量時(shí)頂臺(tái)板各個(gè)設(shè)備的重心是不均勻分布的，所以釋放后每組彈簧產(chǎn)生的變量不同。

（2）釋放精度調(diào)整是依靠液壓調(diào)整系統(tǒng)，通過(guò)加、減隔振器頂部的調(diào)平鋼板來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)平鋼板的數(shù)量和厚度，取決于實(shí)際載荷，以及彈簧隔振器釋放后各設(shè)備底座高度的變化量。將彈簧間距逐個(gè)恢復(fù)至初始狀態(tài)，偏差控制在±0.25mm 內(nèi)。隔振器調(diào)整實(shí)物圖見圖5。

圖5 隔振器調(diào)整實(shí)物圖

（3）在彈簧隔振器的釋放調(diào)整過(guò)程中，以保證機(jī)組的軸系在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)為原則，要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高、彈簧隔振器的高度進(jìn)行反復(fù)測(cè)量。釋放工作完成后，調(diào)整螺母時(shí)要松開至螺栓的最底部，隔振器恢復(fù)后即可對(duì)機(jī)組對(duì)中進(jìn)行復(fù)查及精對(duì)中。隔振器結(jié)構(gòu)示意圖見圖6。

圖6 隔振器結(jié)構(gòu)示意圖

4 機(jī)組軸系對(duì)中及質(zhì)量控制

（1）機(jī)組對(duì)中以彈簧隔振器釋放工序?yàn)榻缇€，粗對(duì)中在釋放之前完成，精對(duì)中在隔振器調(diào)整完成后方可進(jìn)行。

（2）機(jī)組軸系對(duì)中采用激光對(duì)中法，不僅簡(jiǎn)化了過(guò)程，而且相對(duì)于傳統(tǒng)工具，利用激光特性消減測(cè)量誤差使數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。軸系對(duì)中工序靠對(duì)汽輪機(jī)的盤車裝置自壓縮機(jī)→電機(jī)→膨脹機(jī)逐步進(jìn)行，根據(jù)機(jī)器類型、振動(dòng)、溫度、殼體固定點(diǎn)、軸的數(shù)量和合力等因素，各機(jī)器都有不同的膨脹或偏移，所以冷態(tài)軸對(duì)中不是以零點(diǎn)為準(zhǔn)。以壓縮機(jī)為例，運(yùn)行時(shí)兩個(gè)齒輪軸水平方向會(huì)向兩側(cè)發(fā)生膨脹，因此機(jī)器對(duì)中過(guò)程中，水平的徑向位移需向兩側(cè)預(yù)留偏移量，詳見圖7。

圖7 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行熱膨脹圖示

（3）以汽輪機(jī)與壓縮機(jī)的對(duì)中數(shù)據(jù)為例（見圖8）。通常汽輪機(jī)因熱膨脹作用，轉(zhuǎn)子中心會(huì)稍高于壓縮機(jī)。本套機(jī)組在壓縮機(jī)安裝時(shí)，壓縮機(jī)對(duì)汽輪機(jī)端的轉(zhuǎn)子有低斜度的要求，因此汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子略高于壓縮機(jī)端。

圖8 機(jī)組對(duì)中預(yù)留量

（4）機(jī)組軸系精對(duì)中完成后，即可進(jìn)行二次灌漿工作，灌漿過(guò)程中在機(jī)體架設(shè)百分表進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

5 管道施工及質(zhì)量控制

管道施工作為機(jī)組施工的另一個(gè)重點(diǎn)，由以下幾方面進(jìn)行控制：

（1）安裝時(shí)需先安裝支、吊架（限位、活動(dòng)支架，彈簧支、吊架），再安裝管道，支架必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行定位，如需變更必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)部門同意。

（2）彈簧支、吊架應(yīng)事先與設(shè)計(jì)部門確認(rèn)是否需要進(jìn)行無(wú)應(yīng)力調(diào)整還是可微應(yīng)力調(diào)整，以免造成管道調(diào)整的重復(fù)工作。

（3）與機(jī)組連接的各管線法蘭口與機(jī)組對(duì)應(yīng)法蘭應(yīng)自然平行對(duì)中，嚴(yán)禁強(qiáng)行對(duì)中連接而對(duì)機(jī)組產(chǎn)生附加外力。

（4）管道無(wú)應(yīng)力檢查：法蘭密封面間隙控制在5mm（墊片厚度的+1mm）；法蘭平行度按照0.5/ 1000取值（當(dāng)法蘭大于1m 時(shí)取值0.5mm，當(dāng)法蘭小于1m時(shí)按照比例換算選?。?；設(shè)備連接口處的螺栓必須保持能夠無(wú)阻礙的自由穿入。

（5）管線與機(jī)組對(duì)應(yīng)接口連接時(shí)，應(yīng)使用力矩扳手分次、對(duì)稱進(jìn)行緊固，并架設(shè)百分表監(jiān)視其對(duì)機(jī)組的影響，監(jiān)測(cè)位移不應(yīng)大于0.05mm。若產(chǎn)生變化超標(biāo)，對(duì)管線采取措施處理后，要重新安裝，直到符合要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

新疆庫(kù)爾勒中泰石化有限責(zé)任公司120 萬(wàn)t/ a PTA 項(xiàng)目的空壓機(jī)組的安裝方式不同于以往壓縮機(jī)組的安裝形式，在施工工序和施工要點(diǎn)中均有所變化，通過(guò)以上對(duì)本項(xiàng)目的總結(jié)，期望為今后類似項(xiàng)目的施工提供幫助和借鑒。