提升空壓機系統穩定運行的研究與應用

李昌琦　徐希福

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東　萊蕪　271100）

提升空壓機系統穩定運行的研究與應用

李昌琦徐希福

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪271100）

摘要：隨著制氧機組的長期運行，配套空壓機系統故障不斷暴露，影響了制氧生產的安全運行及產品、產量的提升，通過對空壓機設備現存的問題進行分析，制訂了解決方案和措施，實現了機組安全穩定運行，取得了較好的效果。

關鍵詞：空壓機；系統運行；改造

1　前言

煉鋼廠一制氧車間現配套2套6000m3/h和1套10000m3/h制氧機組，擔負著煉鋼廠轉爐、連鑄及煉鐵高爐等單位所需的全部氧氣、氨氣等氣體產品的供應。空壓機作為其主要配套設備，它的主要作用是為空分系統提供合格的壓縮空氣，其所配備的電動機功率分別為3700kW和5200kW，是制氧生產的核心．也是主要的能耗設備。近年來，我們以節能降耗，降低成本，保證安全經濟穩定運行為目標，對3臺空壓機機組進行了全面的研究分析，從工藝、設備、儀表、基建等方面入手，通過優化操作方法．改進工藝流程，改造基礎建設，對空壓機油路系統、水路系統、空氣過濾器以及空壓機的儀控系統進行創新改造，促進了空壓機系統的穩定生產。

2　影響空壓機系統穩定運行的原因分析

2.1生產工藝

由于設備安裝時，安裝公司未在4TYD112型空壓機三級氣體冷卻器底部加裝疏水閥，使三級氣體冷卻器產生的冷凝水無法排放，部分冷凝水隨氣體進入氣體管道和葉輪，嚴重影響了空壓機的安全經濟運行。

2.2運行設備

空壓機放空閥閥門故障，潤滑油冷卻系統效率下降，油冷卻器水路系統堵塞等因素均影響著空壓機系統的穩定運行。

2.3基礎建設

空氣過濾器位置不合適，空氣含灰塵較多，增大了空氣過濾器的負擔，造成空壓機排氣量偏低，影響了空分系統的正常生產和制氧生產成本。

2.4其他因素

H750—6.O／0.98型空壓機各級軸承溫度輸出線為普通電纜線，緊貼空壓機外殼，其耐熱溫度只有（50～55）℃，而空壓機正常運轉時機殼溫度高達100℃左右，普通電纜線絕緣皮極易老化而造成線路短路，導致空壓機聯鎖停機，從而影響空分用氣中斷，造成嚴重的生產事故。

3　改進方案

3.1氣體冷卻器加裝疏水閥

針對空壓機冷凝水無法排放的缺陷問題進行改造。原三級氣體冷卻器底部有冷凝水排放口，在此接入DN 20內絲、DN 20閘閥、彎頭和管徑Q20焊管，將冷凝水引入地溝內。改造后，在夏季大量的冷凝水排出，消除了空壓機風管積垢和空壓機軸承振動波動的現象，穩定了空壓機的安全運行。

3.2空壓機放空閥閥門故障分析及處理

4TYD 112型空壓機所配套的放空閥V3003為氣動蝶閥，在使用過程中，多次出現閥門動作遲緩，閥門動作與輸送信號不同步，特別在空壓機出現緊急情況時，放空閥V3003不能迅速打開，且在打開的過程中閥門僅開一半，造成空壓機排出壓力高達0.51mPa超壓，嚴重影響了空壓機的安全穩定運行。針對這一故障現象，我們提出了改進措施：

①分析閥門動作遲緩的原因，很可能為氣缸壓力（0.3mPa）與此蝶閥的工作壓力（0.49mPa）不匹配，將減壓閥控制氣源壓力從0.3mPa調整到0.48mPa。②利用檢修時序，協調儀表工對閥門機械機構進行調整，確保其靈活性。③利用檢修時序，對閥門氣缸進行拆解、加油潤滑，并檢查氣缸的氣密性。經過以上措施，效果良好。在每次空壓機停機檢修時，空壓機放空閥動作靈活，達到了預期目標，保證了設備長期安全穩定運行。

3.3空壓機油路冷卻系統改造

H750-6.0/0.98型空壓機油冷卻器已使用十年，其換熱性能嚴重下降，在油冷卻器水路酸洗的情況下，其冷卻效果仍很差，夏天氣溫最高（約37℃）時，油溫可達到45℃，超出了空壓機正常運行所需油溫（35～40）℃，針對這一現象，確定改造方案：將原先油冷卻器的并聯運行方式改為串聯運行。拆除兩只油冷卻器的部分管路及溫控器，將預制好的管道再一次進行酸洗，連接好后啟動油泵檢查，管路無滲漏油，并調整好供油壓力。

經改造后測試，供油溫度明顯下降，夏季由原來的45℃左右降至36℃左右（標準38±5℃），冬季需切除一只油冷卻器，提高了壓縮機的運行穩定性，從根本上解決了油溫高而帶來的安全隱患。

3.4油冷卻器水路系統改造

在每次檢修時，對4TYD12型空壓機油冷卻器進行拆檢發現，油冷卻器的水側封頭處積聚大量的沙石、涼水塔填料等雜物，影響了油冷卻器的冷卻效果和空壓機的安全運行。為了保證空壓機的安全運行、減少檢修次數和減輕勞動強度，對油冷卻器水管路進行了改造。拆除油冷卻器水路末端盲板．加裝DN100的閘閥兩個，在每次開啟水泵后，將油冷卻器迸回水閥關閉，通過開關新加裝的閘閥進行管道沖刷。空壓機運行過程中，定期開關閥門沖刷管道中的雜物。

通過改造，在不停機檢修的情況下，空壓機油溫控制穩定，確保了空壓機的正常運行。

3.5空氣過濾器周圍增設擋風墻和加圍呢子布

針對4TYDl12型空壓機空氣過濾器位置不合適，對其進行了改造：

（1）將空氣過濾器走梯從東西走向改為南北走向，便于檢修。

（2）在空氣過濾器立柱周圍壘砌厚24cm，高4米的磚墻。

（3）在擋風墻南面加裝寬1米、高2米的大門，便于日常巡檢和檢修。

（4）在空氣過濾器凈氣室周圍加圍過濾呢子布，可以阻擋大顆粒的粉塵。改造后，從西、南方向來的風順著墻體刮走，避免了灰塵漩渦進入空氣過濾器而增加空氣過濾筒的負擔。并且有了過濾呢子布的過濾減輕了濾筒反吹自潔的負荷，減少了濾芯粉塵膜的增厚，延長了濾筒的使用周期。采用該項措施后，在每次檢修時對空氣過濾筒的表面進行檢查，未發現大量的顆粒粉塵吸入過濾筒而影響空壓機的吸入壓力，穩定了阻力并節約過濾成本，保證了空壓機的安全運行。

3.6H751—6.0／0.98型空壓機軸承溫度輸出線路改造

針對空壓機軸承溫度輸出線老化，易造成空壓機聯鎖停機故障缺陷，提出改進措施：

（1）空壓機軸承輸出線共計36根、約60米。由儀表工將原普通電纜線路逐一拆除并做好標記。

（2）將耐高溫電纜線根據標記逐一接好，并在耐高溫電纜線外串金屬軟管加以保護。

（3）輸出線接好后，在主控室電腦“空壓機系統”圖中逐一確認對號接入，在現場儀表柜軸承溫度數顯儀中逐一確認對號接入。（4）兩路輸出線確認正常后，再對各軸承溫度聯鎖試機確認正常。通過改造，軸承溫度線投入正常運行，確保了H750—6.0／O.98型空壓機的正常生產。

4　技術創新點

（1）針對安裝公司遺留的安裝缺陷問題，提出對空壓機三級氣體冷卻器底部加裝冷凝水放水閥的改造，提高了空壓機轉子的穩定性，確保了空壓機系統運行的穩定。

（2）針對存在的設各缺陷，提出了解決空壓機放空閥動作滯后的方法，優化了空壓機油冷卻器系統管路，對油冷卻器水管路改造等措施，提高了設備的運行穩定性。

（3）通過對空氣過濾器周圍增設擋風墻和加圍呢子布的改造，有效解決了空氣吸入壓力偏低而造成空壓機排氣量偏低的問題，提高了空分系統的氧氣、氮氣產量。

（4）通過對軸承溫度輸出線路的改造，確保了空壓機的穩定運行。

5　結束語

通過對空壓機系統的各項改造，確定了制約空壓機系統穩定性的因素，并采取了有效的措施加以解決。目前空壓機的生產能力、安全性、經濟性、穩定性等指標均有了較大的提高。