Turbo Air 6000大型空氣壓縮機原始試車和喘振試驗

李華兵 (中國石油四川石化有限責任公司生產四部 四川 成都 611930)

中國石油四川石化有限責任公司位于四川省成都彭州市，設計生產能力為80萬噸/年乙烯、1000萬噸/年煉油，為國內單體投資最大的煉化一體化項目。乙烯裂解裝置采用美國CA M ER ON公司的Turbo Air 6000大型空氣壓縮機，為裂解爐裝置燒焦操作時提供燒焦空氣用。在裝置的原始開工時，也為整個80萬噸/年乙烯裝置12’以下管線空氣吹掃提供吹掃空氣，空壓機流程簡圖見圖一。

Turbo Air 6000大型空氣壓縮機驅動電機額定電壓為6000 V，電機轉速為2970rpm,最大質量流量為15158kg/h,正常質量流量為14227kg/h,設計排出壓力為0.3 M Pa—1.1M Pa，排出溫度為50℃--100℃,采用三段壓縮，段間循環水冷卻方式。

本套大型壓縮機組一共2臺，為80萬噸/年乙烯裂解裝置配套使用，完成機組本體及儀表，電氣安裝后，進行了冷卻水系統沖洗，油運和輔助設備的調試后，進行了電機電纜的耐壓試驗和電機單機試驗后，與壓縮機對中連接。為了以后壓縮機的正常運行和保證設備的安全，并為以后的生產提供依據，在一次啟動成功后，進行了喘振試驗。

一、喘振試驗過程和方法

喘振試驗就其本身而言，對機組或多或少有傷害，但是為了確保機組安全和在生產過程中盡量發揮機組應有能力，CA MER ON公司在現場進行了機組的原始調試，并進行了喘振試驗。

此次試驗在現場控制盤上進行操作的，人員可以通過現場控制盤，對機組進行調試，監控機組運行情況。現場調試人員需要在控制盤上把壓縮機調到就地模式（Local）,才能在現場進行啟動。出現緊急情況時，現場人員可以通過控制盤迅速打開放空閥，也可以通過緊急停車按鈕進行機組的緊急停車。為了保護機組，空壓機在IGV閥（入口導葉）全關的情況的下，入口進氣閥門仍然有5%的開度。

試驗啟動空壓機之前20分鐘需要開啟輔助油泵，如果需要馬上開啟空壓機的話，則至少得開啟輔助油泵5分鐘，以形成油膜，保護軸承。實驗時，在控制面板上啟動空壓機前，首先需要設定入口進氣IGV閥0%的開度，放空BOV閥100%全開，以防止空壓機啟動瞬間過載，然后在控制面板上按下啟動按鈕，然后加載。在整個喘振試驗過程中，出口管線上的Block Valve關死。

試驗時，首先把BOV閥打開至一定開度（本次試驗打開至26%），然后逐漸緩慢調節入口導葉IGV閥來提高出口壓力，監控機組運行狀況。進入喘振區后，機組發生異常震動，伴隨著刺耳的氣流哨叫聲，軸震動升高，立即打開BOV閥放空，以保護機組，完成了一個點的試驗。

試驗共做了6個點，分別為低壓喘振試驗，中壓喘振試驗，高壓喘振試驗和自然喘振試驗，對應的進口導葉IGV閥開度51%，65%，75%，100%，并記錄喘振點數據（見表一），同時還得記錄在IGV閥0%開度，BOV閥100%開度，IGV閥100%開度，BOV閥0%開度，系統壓力在900KPa時的數據，壓縮機控制面板內置程序根據公式計算出安全的工作區，并繪制出防喘振曲線（見圖二），另外在 運行過程中，可以對機組的工作點進行實時跟蹤，并可在圖中顯示出來，作為運行時的控制依據，一旦超出控制線，機組自動卸載，維持啟動狀態以達到自我保護。

為了對機器進行更精確的控制，在喘振試驗過程中，還對偏移值進行了設置，低壓喘振試驗時偏移值設定為2.0KPa,中壓喘振試驗偏移值設定為0，高壓喘振試驗時偏移值設定為8.0KPa，自然喘振試驗時偏移值設定為8.0KPa。

表一：喘振試驗時喘振點實際數據表

以上是實際喘振數據，在同等的出口壓力下，按照安全裕度的要求，保護線的電流大于實際喘振電流3%，控制線電流高于保護線電流8A mp s，計算得到另外兩組數據（見表二）。實際操作時，要求機組運行工作點在控制線內。

表二：喘振保護線與控制線數據表

把這些數據輸入到空壓機控制面板中，控制面板根據這些數據經過內置公式程序自動繪制出空壓機的防喘振控制曲線（見圖二），其中保護線與控制線之間為8A mp s。

圖中實線為控制線，虛線為保護線，“+”字號為機組實際工作點。

結論

以上計算方法只是多種喘振線計算中的一種，由于該壓縮機沒有回流，靠放空閥來調節壓力和防止喘振，所以在進行喘振試驗時，取驅動電機的電流和出口壓力作為參數。

通過對機組進行喘振試驗，得到了生產過程中的操作依據。在空壓機運行過程中，可以看到工作點距離控制線的遠近以保護機組。