英格索蘭氮壓機高效運行幾點實踐

張寶峰，李海英

(華北理工大學(xué)，河北唐山063016)

英格索蘭氮壓機高效運行幾點實踐

張寶峰，李海英

(華北理工大學(xué)，河北唐山063016)

英格索蘭壓縮機在實際生產(chǎn)中發(fā)生因冷卻后溫度高導(dǎo)致運行效率下降，甚至影響設(shè)備穩(wěn)定正常運行。因為放散閥微漏、管網(wǎng)用量變化大導(dǎo)致氣體放散運行效率下降。查找以上問題原因，介紹了英格索蘭氮壓機長周期高效運行幾點實踐。

英格索蘭；氮氣壓縮機；長周期；高效運行

1 概述

唐鋼煉鋼制氧作業(yè)區(qū)配備了3臺英格索蘭氮氣壓縮機，型號為C110MX5N2，設(shè)計壓縮機流量18000 m3/h，壓縮機進氣壓力105 kPa，壓縮機法蘭處出口壓力2100 kPa。為美國西屋風(fēng)冷式電機，輸出功率2758 kW，采用CMC控制原理。至2006年4月8日先后試車投運，開機運行9年來，3臺壓縮機的運行工況整體良好。

但也出現(xiàn)以下故障：因級間冷卻后溫度高導(dǎo)致運行效率下降，甚至影響設(shè)備穩(wěn)定正常運行；放散閥微漏，導(dǎo)致壓縮機運營效率下降；管網(wǎng)用量變化大導(dǎo)致偶有放散，出現(xiàn)運行效率下降。尋找以上問題根源及時制定應(yīng)對措施，保障高效運營。總結(jié)分析處理措施，以供同類型企業(yè)探討。

2 故障現(xiàn)象

運行中出現(xiàn)壓縮機各級冷卻后溫度高，尤其3級、4級冷卻后溫度接近甚至高過設(shè)計停車聯(lián)鎖值55℃。4級、5級的入口壓力增大10～20 kPa；冷卻器效率下降，壓縮機壓縮氣量下降。

由于壓縮機放散閥關(guān)閉后，仍然有氣體泄漏現(xiàn)象。在放散消音器出口處可以聽到氣體放散的聲音，停機檢修發(fā)現(xiàn)該雙偏心閥門閥口已經(jīng)關(guān)閉不嚴，閥口密封不嚴，同時分析該閥門安裝方向反。

由于用戶用量不均勻，導(dǎo)致管網(wǎng)壓力波動較大，管網(wǎng)球罐緩沖有限，壓縮機出現(xiàn)偶放散。

3 故障分析

該類型號英格索蘭壓縮機由于其設(shè)計理念決定了壓縮機占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便；缺點是對壓縮機冷卻循環(huán)水質(zhì)要求較高，在設(shè)計水流量、水壓情況下，循環(huán)水換熱效果受到換熱系數(shù)影響較大。銅管換熱冷卻管因為水質(zhì)結(jié)垢沉積在換熱器表面，導(dǎo)致冷卻器換熱效果急劇下降。銅的熱導(dǎo)率為383 λ/W·（m·K）-1，而碳酸鈣的熱導(dǎo)率0.038λ/W·（m· K）-1。一旦冷卻器表面有泥垢或者碳酸鈣等析出，嚴重影響壓縮機冷卻器冷卻效率。

由于放散閥在關(guān)閉的狀態(tài)下仍然有氣體外泄，導(dǎo)致該單位氮壓機運行指標(biāo)上升6%。設(shè)備停機檢修中發(fā)現(xiàn)該放散閥由于閥口密封不嚴和方向安裝反導(dǎo)致氣體泄漏。對閥頭進行重新測繪，更換閥門閥頭后重新調(diào)試運行，泄漏量減少但是仍然有氣體微漏。進一步分析認為該類雙偏心閥門安裝方向出現(xiàn)問題，導(dǎo)致在閥門關(guān)閉的狀態(tài)下，閥口密封不嚴。更換閥門方向，正確應(yīng)該為閥門偏心側(cè)在高壓側(cè)，在閥門關(guān)閉狀態(tài)下靠氣體壓力可利用偏心壓力降將閥口壓緊，解決氣體泄漏問題。

該類壓縮機壓縮機采取CMC恒壓控制，在保障壓力供應(yīng)性能上十分穩(wěn)定可靠。由于管網(wǎng)球罐緩沖有限，用量波動大壓縮機出現(xiàn)偶放散。從壓縮機平均運行負荷來看，這種放散不是由于平均超出壓縮機運行負荷導(dǎo)致的，而是由于短暫用量少導(dǎo)致壓縮機放散。

4 處理措施

為解決由于影響壓縮機冷卻器冷卻效率問題，采取以下措施：增加壓縮機循環(huán)水流量，增加循環(huán)水水壓，降低循環(huán)水溫度，改善水質(zhì)，增加在線酸洗，對壓縮機冷卻器進行改造，將冷卻器原廠配置上水、回水管路與機殼上回水管路一同改造，將DN50管道，全部擴容為DN80管道。增加循環(huán)水水量，通過超聲波測量儀檢查對比水量前后增加60%。采取以上措施后壓縮機冷卻器效果得到明顯改善，各級排氣冷卻器后溫度均控制在45～50℃之間，保障壓縮機高效平穩(wěn)運行。

更換閥門閥頭時發(fā)現(xiàn)該雙偏心蝶閥該閥門安裝方向不正確，雖然更換新閥頭仍然有微泄漏。更換閥門安裝方向，雙偏心蝶閥的高壓側(cè)為偏心一側(cè)，閥門上標(biāo)志的箭頭方向為應(yīng)該理解為承壓方向。更換閥門安裝方向后，同時提高閥門儀表氣源壓力，由0.45 MPa提高到0.7 MPa。閥門運行動作靈活，消除氣體泄漏現(xiàn)象，保障了壓縮機高效運行。

由于用戶氮氣使用波動較大，給高壓氮壓機負荷帶來較大波動和放散。通過就地控制面板預(yù)留遠傳接口通過網(wǎng)線連接到電腦服務(wù)器上，讀取管網(wǎng)壓力、各級壓力、運行參數(shù)等數(shù)據(jù)，根據(jù)管網(wǎng)壓力預(yù)設(shè)負荷調(diào)整范圍。當(dāng)管網(wǎng)壓力持續(xù)高時，將壓縮機控制在最小工況區(qū)間運行，當(dāng)管網(wǎng)壓力降低很快靠近保障壓力點時，快速提高管網(wǎng)工作負荷，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)問題或故障維修，轉(zhuǎn)換到就地控制。降低高壓氮壓機馬達過載控制電流限制，在對設(shè)備沒有帶來任何不利影響的情況下來降低高壓氮壓機工作區(qū)間，從而降低氮氣放散?？刂聘淖兒?，壓縮機恒壓控制如圖1。

圖1 多重控制的P－Q變化曲線

5 預(yù)防措施

根據(jù)出現(xiàn)的問題進行深入分析解決，從設(shè)備運行細節(jié)入手關(guān)注設(shè)備運行參數(shù)變化，密切關(guān)注指標(biāo)效率的變化。近一段的運行情況分析，壓縮機運行穩(wěn)定、高效。

為保障英格索蘭壓縮機高效運行，定時進行巡檢，定期做好在線狀態(tài)監(jiān)測工作。一些日常故障及時處理，閥門儀表維護定期進行。水質(zhì)、油質(zhì)的定期監(jiān)測，做好潤滑油分析工作。保障入口氣源穩(wěn)定潔凈，設(shè)備啟動停止嚴格按照操作規(guī)程進行。對于設(shè)備冷卻器等容易影響設(shè)備運行效率的關(guān)鍵部位定期進行設(shè)備運行評估，分析設(shè)備狀態(tài)是否正常。

6 經(jīng)驗及體會

通過上述對壓縮機冷卻器的各種手段措施保障冷卻器運行高效，經(jīng)過實踐比對，實現(xiàn)壓縮機冷卻器效率提高，壓縮機綜合效率提高8.5%，達到節(jié)能高效運行目的。同時結(jié)合高效運行這一主線，對壓縮機放散閥門進行有效處理，消除閥門泄漏情況，對偏心閥門使用有了深刻認識，并在實際運行中總結(jié)出此類問題檢修的經(jīng)驗與方法。通過壓縮機遠程自動調(diào)整運行負荷這一主要手段，克服因管網(wǎng)用量不均勻、球罐緩沖有限等弊端帶來的產(chǎn)品放散。

Practices of High-efficiency Operation of Ingersoll Rand Nitrogen Com pressor

ZHANG Baofeng，LI Haiying
(North China University of Science and Technology,Tangshan,Hebei 063016,China)

Due to high temperature after cooling the Ingersoll Rand compressor suffered lower operating efficiency during actual production,which even affected normal stable operation of the equipment.Slight leakage of the blow-off valve and big changes in network consumption reduced gas release efficiency.The causes of above problems were found out and practices of long-term high-efficiency operation of Ingersoll Rand nitrogen compressor are introduced.

Ingersoll Rand;nitrogen compressor;long term;high-efficiency operation

TH45

B

1006-6764(2015)08-0029-02

2015-05-12

2015-05-29

張寶峰（1985-），男，工程師，華北理工大學(xué)動力工程專業(yè)工程碩士在讀，現(xiàn)從事空分設(shè)備生產(chǎn)管理工作。